室溫合成石墨烯 台裔教授找到答案

◆ 室溫合成石墨烯 台裔教授找到答案
http://www.cna.com.tw/news/ahel/201605210035-1.aspx

中央社 2016.05.21

（中央社記者曹宇帆洛杉磯20日專電）石墨烯需在高溫環境下才能合成，以致運用於工業的進展有限，來自台灣的加州理工學院教授葉乃裳，在室溫環境下合成石墨烯的研究獲得突破性進展，國際主流媒體競相報導。

根據駐洛杉磯台北經濟文化辦事處科技組發布的新聞稿，葉乃裳畢業於台灣大學，目前任教於加州理工學院（Caltech）物理系，是加州理工創校以來，取得終身職時最年輕的女教授。

葉乃裳表示，石墨烯僅有1個原子厚度，卻有許多獨特的性能，拉伸強度超過鋼的200倍，電子轉換率（electron mobility）比矽高出20至30倍，因此在工程和科技領域運用廣泛。

但是石墨烯製備需在華氏1800度（即攝氏1000度）的高溫環境進行，不僅產生無法控制的較大形變，嚴重影響石墨烯既有的屬性，且需要耗費長時間製備，才能獲取幾平方毫米的高流動性石墨烯，要達到工業應用，還有很大難度。

葉乃裳說，她與研究團隊研發的新技術，在室溫環境下只須5分鐘，利用電漿增強式化學氣相沉積（plasma-enhanced CVD）方法，就能在低溫環境直接合成石墨烯。

她表示，這項技術同時可運用在能源儲存的太陽能電池、發光二極體、大型顯示器、顯示器的透明電極、燃料電池的氫離子滲透膜、高品質隔離膜與軟性電子產品等，為石墨烯的工業化推廣奠定堅實的基礎。

而葉乃裳率領研究團隊取得的突破性進展，獲得中華民國科技部「龍門計畫」支持的台大光電所教授吳志毅的研究團隊成員林偉翔，也提供重要的貢獻。

吳志毅的團隊目前持續與葉乃裳在多方面密切合作。研究論文曾於2015年3月，在國際頂尖科學期刊「自然通訊」（the journal Nature Communications），詳細介紹新的製造工藝和它產生石墨烯的新特性。

葉乃裳的研究成果廣泛獲得世界主流媒體報導，包括英國國家廣播公司（BBC）及美國之音（VOA）等。1050521

※ 相關報導：

＊ Scientists develop cool process to make better graphene
http://phys.org/news/2015-03-scientists-cool-graphene.html

....Work by Yeh's group and international collaborators later revealed that graphene made using the new technique is of higher quality than graphene made using conventional methods: It is stronger because it contains fewer defects that could weaken its mechanical strength, and it has the highest electrical mobility yet measured for synthetic graphene.

The team thinks one reason their technique is so efficient is that a chemical reaction between the hydrogen plasma and air molecules in the chamber's atmosphere generates cyano radicals—carbon-nitrogen molecules that have been stripped of their electrons. Like tiny superscrubbers, these charged molecules effectively scour the copper of surface imperfections providing a pristine surface on which to grow graphene.

The scientists also discovered that their graphene grows in a special way. Graphene produced using conventional thermal processes grows from a random patchwork of depositions. But graphene growth with the plasma technique is more orderly.

＊ Single-Step Deposition of High-Mobility Graphene at Reduced Temperatures
http://www.nature.com/ncomms/2015/150318/ncomms7620/full/ncomms7620.html

D.A. Boyd, W.-H. Lin, C.-C. Hsu, M.L. Teague,
C.-C. Chen, Y.-Y. Lo, W.-Y. Chan, W.-B. Su,
T.-C. Cheng, C.-S. Chang, C.-I. Wu,
N.-C. Yeh
Nature Communications 6, Article number: 6620
doi:10.1038/ncomms7620

＊ 石墨烯導電比預期好十倍