歐洲石墨烯旗艦項目開發(fā)了一種分析石墨烯的新方法，利用該方法可以提高石墨烯產(chǎn)量并優(yōu)化器件。

石墨烯的太赫茲成像為其實現(xiàn)工業(yè)化鋪平了道路。如同X射線掃描對非侵入性醫(yī)療方法的革新一樣，太赫茲光譜可以穿透石墨烯薄膜，使科學家能夠在不損壞或污染原材料的情況下，繪制出該材料詳細的電氣特性圖。

據(jù)麥姆斯咨詢報道，目前，歐洲石墨烯旗艦項目（Graphene Flagship）匯集了學術界和工業(yè)界的研究人員，以開發(fā)和完善這種分析技術，現(xiàn)已開發(fā)了一款新穎的石墨烯表征測量工具。

該研究得益于石墨烯旗艦項目歐洲聯(lián)盟提供的協(xié)作環(huán)境，及其合作伙伴，他們分別是來自丹麥技術大學（DTU）、意大利理工學院（IIT）、芬蘭阿爾托大學（Aalto University）、愛思強公司（AIXTRON）（英國部）、比利時微電子研究中心（imec）、西班牙Graphenea、波蘭華沙大學（Warsaw University）和法國Thales R&T的科學家，以及在中國、韓國和美國的合作者。

他們的最新研究成果發(fā)表在2D Materials雜志上。

石墨烯的太赫茲成像為其實現(xiàn)工業(yè)化鋪平了道路
（來源：石墨烯旗艦項目）

質(zhì)量評估簡單化

石墨烯通常被“夾在”許多不同的層和材料之間，用于電子和光子器件。這使石墨烯的質(zhì)量評估過程變得復雜。然而，太赫茲光譜可使其簡單化。它可以對封裝后的材料進行成像，并揭示其下方石墨烯的質(zhì)量，從而暴露出石墨烯制造過程中關鍵點的瑕疵。

石墨烯的質(zhì)量控制至關重要。得益于石墨烯旗艦項目的先驅(qū)性發(fā)展，如石墨烯和層狀材料的卷對卷生產(chǎn)等，石墨烯的制造技術已準備邁進新階段。太赫茲光譜可以在不影響石墨烯質(zhì)量的情況下提高其產(chǎn)量。

石墨烯旗艦項目合作伙伴丹麥技術大學的Peter B?ggild表示：“我們需要這種技術以達到石墨烯旗艦項目的高通量生產(chǎn)水平。我們有信心，太赫茲光譜技術在石墨烯制造中的應用將會像醫(yī)院的X射線掃描一樣普遍。事實上，利用太赫茲光譜，甚至可以無需接觸，輕松測繪米級石墨烯樣品，這是其它一些哪怕最先進的技術所無法實現(xiàn)的?！贝送猓┢炫烅椖磕壳罢谘芯咳绾螌⑻掌澒庾V直接應用到卷對卷石墨烯生產(chǎn)線上，并加快其成像速度。

不同行業(yè)知識的碰撞是這一成就的關鍵點。石墨烯旗艦項目中的學術界研究人員與領先的石墨烯制造商進行了密切合作，例如石墨烯旗艦項目合作伙伴愛思強公司、Graphenea和比利時微電子研究中心等。

B?ggild表示：“這是確保我們的解決方案適用于最終用戶、生產(chǎn)石墨烯和層狀材料企業(yè)的最佳方式。我們的論文所展示的是一個全面的案例研究過程，其中突出了太赫茲光譜技術在質(zhì)量控制中的多功能性和可靠性，并指導同行將該技術應用于眾多工業(yè)相關的基板，如硅、藍寶石、碳化硅和聚合物等?！?br />
制定標準

制定標準是開發(fā)任何新材料的重要步驟，以確保該新材料是安全和純正的，并提供可靠且一致的性能。這就是石墨烯旗艦項目擁有一個專門工作小組的原因，該工作小組致力于石墨烯測量、技術分析以及制造流程等的標準化制定。

在石墨烯旗艦項目標準化委員會的努力下，這種太赫茲光譜新方法有望成為標準技術規(guī)范。

新技術適用于許多工業(yè)基板，如硅、藍寶石、碳化硅和聚合物等
（來源：石墨烯旗艦項目）

“這無疑將加速這項新技術的應用，因為它將給出如何以可重復的方式對石墨烯樣品進行分析和比較，太赫茲光譜使用戶對石墨烯產(chǎn)品的信賴度又向前邁了一步。”這項研究的合著者、石墨烯旗艦項目合作伙伴，丹麥技術大學的Peter Jepsen表示。

該論文合著者、石墨烯旗艦項目合作伙伴Graphenea的科學總監(jiān)Amaia Zurutuza說：“在Graphenea，我們確信太赫茲成像可以促進質(zhì)量控制技術的發(fā)展，該技術能夠滿足生產(chǎn)吞吐量的需求，并提供石墨烯相關的質(zhì)量信息，這對于我們成功實現(xiàn)石墨烯的工業(yè)化是至關重要的?！?br />
石墨烯旗艦項目標準化委員會主席Thurid Gspann表示：“這種太赫茲光譜技術有望被業(yè)界廣泛應用。它不需要任何特定的樣品制備，是一種能夠高效分析大面積區(qū)域的測繪技術。”

石墨烯旗艦項目電子與光子集成部門負責人Marco Romagnoli補充道：“這種用于晶圓級應用的太赫茲光譜工具是一種先進的高TRL（thru-reflect-line）系統(tǒng)，可以表征含有化學氣相沉積（CVD）石墨烯的晶圓上的多層堆疊。該方法工作時間短，精度高，并可提供研究所需的主要參數(shù)，如載流子遷移率、電導率、散射時間和載流子密度等。這項高價值的技術成就，同樣是石墨烯旗艦項目等大型合作項目優(yōu)勢的證明。”

責任編輯：lq