纳米技术：进一步探索表明，石墨烯把纳米材料放在了原位！

在成对的相对的石墨烯电极之间电场辅助放置纳米级材料的艺术渲染，所述石墨烯电极构造成位于固体基板顶部的大石墨烯层。量子点（红色），碳纳米管（灰色）和二硫化钼纳米片（白色/灰色）显示为代表性的0D，1D和2D纳米材料，可以基于基于石墨烯的电场辅助大规模组装安置方法。

纳米材料在工业半导体制造工艺中提供独特的光学和电学特性以及自下而上的集成。然而，它们也是最具挑战性的研究问题之一。实质上，当今的半导体制造缺乏在预定的芯片位置沉积纳米材料而没有化学污染的方法。我们认为石墨烯是地球上最薄，最强，最柔韧和最具导电性的材料之一，可以帮助解决这一制造挑战。

我们的团队是IBM Research-Brazil的工业技术和科学小组，专注于大规模工业应用的纳米材料（百万分之一毫米）的构建，应用和采用。直到大约30年前，才有可能看到和操纵单个原子和分子。随着新技术的发展，我们可以开始实验和理论材料在纳米尺度上的行为的影响。

在我们的新论文“从大规模设备集成的解决方案中使用石墨烯并指导纳米材料放置”，发表在Nature Communications上，我们和我们的学术合作伙伴首次证明了可以使石墨烯带电以使其沉积材料在固体表面的任何所需位置，几乎完美的道岔为97％。以这种方式使用石墨烯能够在晶片规模和纳米精度下集成纳米材料。

不仅可以在特定的纳米级位置沉积材料，我们还报告了这可以在多个沉积位置并行完成，这意味着可以大规模地整合纳米材料。

石墨烯是能够导电和传播电场的最薄材料。我们使用电场将纳米材料放置在石墨烯片上：石墨烯（我们设计）的形状和图案决定了纳米材料的放置位置。这为构建纳米材料提供了前所未有的精确度。今天，这种方法是使用标准材料完成的，主要是金属，如铜。但挑战的发生是因为一旦组装完铜，几乎不可能从纳米材料中去除铜，而不会影响性能或完全破坏纳米材料。石墨烯不仅使我们能够精确地放置纳米材料，而且可以从组装的纳米材料中轻松移除。

重要的是，该方法适用于纳米材料的形状，例如，使用量子点，纳米管和二维纳米片。我们已经使用该方法来构建功能晶体管并测试它们的性能。除了集成电子器件之外，该方法还可用于粒子实验室（微流体）技术中的粒子操纵和捕获。

使用石墨烯进行纳米材料放置的进步可用于制造下一代太阳能电池板，手机和平板电脑中更快的芯片，或探测量子器件，如电控片上量子光发射器或探测器。这种设备能够发射或检测单光子，这是安全通信的先决条件。

诸如此公布的研究证据表明，石墨烯可以使纳米材料的整合成为标准材料（目前使用的）无法做到的。这可以为将其纳入工业规模的电子制造业铺平道路，这是全球最雄心勃勃的研究工作之一，石墨烯旗舰的主要目标。通过与工业合作伙伴合作，我们希望加速知识生成，技术开发和采用这种自下而上的纳米材料整合方法。