来源：中国国防科技信息网

近日，美国能源部埃姆斯实验室的研究人员发现了对石墨烯材料电子结构进行调控的方法，使比现有硅基晶体管更快、可靠性更高的石墨烯晶体管制造成为可能。

研究人员通过密度泛函理论计算获得了利用金属原子对石墨烯电子能带结构进行调控和改善的机制。该项研究工作为在石墨烯层间插入稀土金属离子并在碳化硅衬底上形成 “三明治”结构的实验提供了理论指导。由于金属原子具有磁性，所以经金属原子修饰的石墨烯还可以应用于自旋电子学器件。

通过该研究，研究人员使石墨烯具有了全新的、更有价值的用途。研究人员发现精确控制稀土金属原子在石墨烯层间及石墨烯层与碳化硅衬底间的位置，对于电子能带结构和能带隙的调控十分关键。

石墨烯是由碳原子组成的二维层状材料，自从2004年被首次制备以来得到了全世界研究人员的广泛关注。由于石墨烯表面电子迁移速率更快，使其成为未来电子器件的理想选材。然而，由于缺少有效调控石墨烯电子特性的办法，石墨烯在电子器件中的应用一直停滞不前。

研究人员利用密度泛函理论计算预测了可实现电子能带调控的材料结构，为埃姆斯实验室合成新型量子特性可调石墨烯材料的奠定了良好的理论基础，对于推进石墨烯在下一代先进电子器件中的应用具有十分重要的意义。（工业和信息化部电子第一研究所 李铁成）