納米機器人實現石墨烯可控加工

　　中科院沈陽自動化研究所微納米課題組利用納米操作機器人在石墨烯可控加工方面取得重要進展，為石墨烯基納米器件的制造提供了新的理論方法及技術途徑。《中國科學G輯：物理學力學天文學》在最新一期以封面專題的形式報道了該科研成果。

　　據了解，納米操作機器人可定義為能夠對納米尺度物體實現有效操控的機電系統。與宏觀機器人相比，它具有超級靈敏、超高精確等特點，可以在極微小尺度下完成宏觀機器人無法實現的各種觀測、表征和操控功能。2005年，沈陽自動化研究所建立了我國第一臺納米操作機器人系統，并在此基礎上率先開展了納米器件加工與制造前沿科學研究。

　　石墨烯是一種單層碳原子二維結構，具有超高的載流子濃度和電子遷移率，并且電子穿過石墨烯幾乎沒有阻力，能耗極少。因此，利用石墨烯可以制造出更小、更冷、更快的電子器件，從而解決目前硅基微電子器件制造面臨的技術瓶頸。

　　盡管石墨烯在納米器件方面已表現出不凡的性能，但本征石墨烯沒有能隙，引入能隙的重要途徑就是將石墨烯加工成特定的幾何構型，因此如何實現石墨烯的可控裁剪成為當前的研究熱點。

　　針對該問題，微納米課題組利用納米操作機器人開展了針對石墨烯的可控加工研究。研究結果表明，由于石墨烯晶向結構的不對稱性，當沿不同方向進行石墨烯切割時將產生不同的切割力，該發現為建立基于納米力反饋的石墨烯切割方法奠定了基礎，同時為實現晶格精度的石墨烯裁剪提供了可行的技術途徑。

　　據悉，自2009年開展此方向研究以來，該團隊開展了大量的創新性研究，并在機器人技術和石墨烯加工改性方面取得了一些重要原創性成果，如建立了石墨烯可控裝配方法、大氣環境下石墨烯原子精度觀測技術、石墨烯晶向快速識別技術以及石墨烯缺陷改性方法等，為納米操作機器人在石墨烯納米加工制造領域開辟了新的道路。相關成果先后發表于《應用物理學雜志》、3M-Nano等期刊和國際會議上，并申請了相關發明專利。