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第四百零八章:華國專家的嘆息(1/2)

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碳基晶片和生物晶片在本質上有極大的差別,儘管人體對碳基晶片的排異性不高,但也不代表人體可以無任何後遺症植入碳基晶片。

其實在很早之前得到『碳基集成電路板製備信息』的時候,韓元就想過利用這項技術來造福那些殘疾人或者生理有缺陷的人。

但仔細考慮過後,他最終還是放棄了這個想法。

無他,這項技術會被一些別有用心的人利用。

舉個很簡單的例子。

當你某一天走在大街上的時候,被人一板磚拍暈了, 然後被植入了一顆晶片,自此以後,你的整個後半生就被人控制了。

甚至包括你的記憶,都是人工合成的虛假記憶。

比如你上了12小時的班,但老闆卻給你植入了已經休息12個小時的記憶。

這種事情,想想就可怕

化學實驗室中, 韓元並沒有搭理直播間裡面觀眾的詢問,而是轉移了話題。

拍攝裝置對著實驗桌上準備的好的器材和材料,將其一一拍錄到直播間裡面。

觀眾可以清晰的看到每一項材料上的標籤以及對應器材的名字。

石墨、碳化矽、甲烷、高溫冶煉爐、

拍攝了一下準備好的設備,韓元開口道:「桌上的這些材料和設備,是這次冶鍊石墨烯所需要。」

「除此之外,還有一個單晶爐因為設備過大,並沒有在這裡,使用的時候大家就能看到了。」

「石墨烯的用途,我就不多說了,除了用作碳基晶片的基底材料外,還有各種其他的用途。」

「這次合成石墨烯材料,主要說一下使用的方法以及製造過程需要注意的細節。」

頓了頓,韓元伸手從桌上拾起裝有石墨的玻璃瓶,用鑷子從中間夾出來一塊,道:

「我手上的這個,就是製造石墨烯的主要原材料『石墨』」

「大家都知道,碳的同素異形體很多,石墨烯和石墨是其中兩種。」

「這兩種材料,除了它們都是碳的同素異形體外, 它們之間還有著緊密關聯。」

「準確的來說,石墨烯是石墨的一個原子層,它是一層sp2鍵合的碳原子排列成六角形或蜂窩狀晶格材料,是構成石墨的主要成分。」

「石墨烯的製備,其實相當簡單。」

「在二十一世紀初,日不落國的兩位科學家發現他們能用一種非常簡單的方法得到越來越薄的石墨薄片。」

「他們從利用一種特殊的膠帶,能石墨中剝離出石墨片。」

「然後將薄片的兩面粘在一種特殊的膠帶上,撕開膠帶,就能把石墨片一分為二。」

「就這樣不斷地這樣利用膠帶撕扯石墨薄膜,粘在膠帶上的薄片會越來越薄,最後,他們得到了僅由一層碳原子構成的薄片,這就是石墨烯。」

「只不過這種方式得到的石墨烯並沒有什麼用途,因為它們粘界在膠帶上無法取下,而且單層的石墨烯也太過脆弱且並不完整。」

「雖然兩位科學家製造出來的石墨烯層無法使用,但這激起了人們對石墨烯的興趣。」

「自此之後,石墨烯的製備方法就層出不窮,如微機械剝離法、化學氣相沉積法、氧化-還原法、溶劑剝離法、高溫還原、光照還原等等多種。」

「這些製造石墨烯的方法都各有各的優點和缺點。」

「比如微機械剝離法,它的優點是可以製備出高質量石墨烯, 但缺點是存在產率低和成本高的不足,無法滿足工業化和規模化生產要求,所以只能作為實驗室小規模製備。」

「而我今天製備石墨烯使用的,是一種結合了化學氣相沉積法和晶核外延法優勢的方法。」

「它叫做『氣相沉積-晶核結晶法冶煉法』。」

「這種方法可以製備高品質,大面積的石墨烯。」

「而且兩者結合,又分別避免了各自的缺點。」

「比如晶核外延法製備出來的石墨烯雖然具有高品質、較高載流子遷移率的特性,但它觀測不到量子霍爾效應。」

「至於量子霍爾效應,簡單的來說,就是有這個效應的話,電晶體和電子學器件的耗能會降低不少。」

「碳基晶片的能耗較低,一部分原因就是因為量子霍爾效應,它的存在,會讓磁場對導體中的電子產生一個橫向的作用力,從而在導體的兩端產生電壓差,有效增加電子的運輸。」

「而通過『氣相沉積-晶核結晶法冶煉法』製備出來的石墨烯,彌補了晶核外延法的缺點,更適合用來製備碳基晶片的底層材料。」

「好了,多餘的話就不用說了,剩下的一些介紹,我會在製備過程中講解的。」

說著,韓元將手中的石墨放回了玻璃瓶中,帶著這些材料和設備來到了化學實驗室另一個房間中,這裡面有一台單晶爐。

『氣相沉積法』是冶煉材料中的一種辦法,主分類在化學冶煉下面,這也是他用的最多,最熟悉的一種方法。

至於多出來的晶核結晶步驟,只要選好了結晶的材料,這也並不算很難。

如果說這種方法冶鍊石墨烯有缺點的話,那應該就是冶煉過程中使用的冶煉設備比較貴了。

無論是高溫冶煉爐還是單晶爐,一台的價值都要大幾百萬甚至上千萬。

不過『氣相沉積-晶核延伸冶煉法』還有一個很大的優點。

那就是這種辦法可以實現智能管控,也就是在設定好冶煉溫度、冶煉時間、通入晶核等各種條件後,可以通過人工智慧程序進行管控。

整個過程絕大部分都可以實現無人管理。

韓元不會折騰出一種很複雜的石墨烯冶煉方式,因為這不值得,無論是對於他來說,還是對於現實中的各國來說都不值得。

畢竟現實各國手中也不是沒有石墨烯批量生產的辦法。

比如米國德州州立大學的華裔教授於慶凱和普度大學助理教授陳勇研發的單晶擴展外延法(晶核延伸法中的一種)就可以批量生產出石墨烯。

只不過同樣有著造價高,生產出來的石墨烯層偏厚等缺點。

石墨烯的批量生產技術並不是什麼黑科技,各國都有研究也都有掌握。

只不過難的是生產出大面積、高品質且無晶界的石墨烯

谷綿

實驗室中,韓元處理著手中的石墨、碳化矽等材料。

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