電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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石墨烯的使用范圍很廣，在物聯網范疇，使用石墨烯的研究也逐漸嶄露頭角。
網絡傳輸
如果你比較關注物聯網，你會發現物聯網的所有設備都需要上傳數據到網絡。當今的網絡連接設備主要是使用硅材料制作的，網絡傳輸速度已經逐漸達到了瓶頸，尤其是當它涉及到了頻段傳輸數據。
雖然大部分設備都是用MEMS和MOS標準，但是它實現的頻率范圍一直在較低的水平，這就注定了傳輸的速率不會更高。
近日，在瑞士洛桑聯邦理工大學的研究人員宣布，他們發現了一種新的使用石墨烯的技術，可以幫助物聯網設備達到前所未有的傳輸速率。
他們將研究結果發表到了《納米快報》上，其裝置用來替代可調諧電容器，主要能通過不同頻率的調諧信號，這樣就可以在很寬的頻帶范圍內操作，更主要的是可以通過2.1GHz以上的高頻。
整個元件基于夾層結構，利用其中的量子阱中的二維電子云表現非常像量子電容的特點，可以讓其在很低的電壓下，調諧多個頻率。
“其實主要由電壓來控制的，我們可以'調節'電壓來控制頻率。就像使用傳統的收音機一樣，我們調節不同的頻率，就能收聽不同的臺。”主要研究者克拉拉·摩爾多瓦說。
光電傳感器
石墨烯對物聯網的改變，遠不止傳輸速度。它在數字邏輯電路中有一個巨大的劣勢，就是其缺少固有的間隙。這會讓石墨烯細說所有可見、紅外和太赫茲各種頻率的光。這個特點，讓光電范疇的研究者對石墨烯的研究大大減少。
但是今朝，有一個由歐洲委員會資助的十年十億石墨烯旗艦項目。其中的一批研究者已經成功的把石墨烯做到了硅芯片上，使之成為高應和的肖特基勢壘光電檢測器。
這樣的光電檢測器是由金屬和半導體之間的結形成的。由于光電檢測器是光電過程的一個關鍵部分，這項研究成果可以減少解決和轉移信息的消耗，是物聯網廣泛使用的另一個關鍵成果。
這篇研究也發表在《納米快報》上，這個以石墨烯為基礎的光電檢測器，在二極管發射1.55微米波長的光照射的時候，可以輸出0.37安培的電流。這種超高的光電轉換效率目前惟有硅鍺光電檢測器能夠達到。
一般的硅基檢測器可以用于測試可見光，但是當遇到近紅外光的時候，就檢測不到了。因為紅外線光子的波長不夠彌補硅的間隙。由于這個原由，光電檢測器被改進成了硅與鍺的組合。但是由于工藝復雜，制備過程也比較困難。如果采用石墨烯-硅組合制作新型的光電檢測器，成本會大幅降低。
“目前石墨烯可以讓光電傳感器更便宜，更簡單，工作的波長范圍更廣。這些特點對比傳統光電傳感器都是非常有競爭力的。”劍橋大學石墨烯中心的安德烈·法拉利教授說。
對于物聯網的光通信來說，石墨烯光電傳感器是第一步，在將來兩年，主要目標是將傳感器集成，然后讓這個傳感器做到真正的能在實際中使用。這樣，兩年之后，研究的分支將會擴展到光電調制和光電檢測器方面。
法拉利補充道：“我們已經證實了傳感器的潛力，但我們需要制作一個關于石墨烯檢測器的完整的系統，這樣，低能耗、高效率的光通信傳感器就能在真正的處理實際問題了。”
集成電路
以上這些石墨烯的技術。如果說改變并不算驚人的話，那下面這個研究可能會改寫所有集成電路的將來。
科學家首次使用石墨烯和輝鉬礦制作和原子層厚度的電路，這樣的電路使用化學反應就可以大量制得。相比往日使用二維材料制作電路是用的精準組裝的辦法，今朝筆直化學反應生成的方法就方便多了。
研究者們希望這種原子層厚度材料遵守摩爾定律，在硅材料無法進步時，作為硅的替代品成為新一代半導體。“納米技術一個最大的驅動力就是尋找硅材料的替代品，來滿足摩爾定律。”加州大學伯克利分校的材料科學家張翔（音譯）說。
今朝的研究主要放在新一代的電子材料上，其典型代表是石墨烯和輝鉬礦。石墨烯是一種非常優良的導體，非常適合用來布線和互聯。同樣因為石墨烯缺少電子間隙，這就意味著不能把石墨烯用在晶體管中，而輝鉬礦/二硫化鉬與石墨烯正好相反，他們有電子間隙。
目前來看，組裝導電材料和精密半導體很難，制造原子層厚度的電路也是一件更難的事。但是今朝科學家使用石墨烯和輝鉬半導體制作出了晶體管和電路。
早前的研究重點主要放在要怎么樣將不同的材料組裝成超薄的電子器件，而今朝，科學家們嘗試改用化學的方法大規模生長電子器件。
研究者首先把石墨烯轉印到硅膠上，然后使用等離子刻蝕把通道圖形刻在上面，接著他們使用化學氣相沉積的方法在圖形周圍生長輝鉬礦，直到生長完全，這時輝鉬礦會在石墨烯上積累的厚度接近100到200納米。
這樣加工出來的晶體管，不但質量與物理裝配辦法得到的晶體管類似，而且還具有較高的電子遷移率，科學家用這樣的辦法還詳盡的做出了一些邏輯電路。如變頻器、非門。其中，變頻器的效果非常好，可以實現70的電壓增益。
“這些晶體管做成的變頻器和邏輯電路，證明了這種新辦法是可行的。”這個研究的另一位作者MervinZhao說：“這次試驗是對新電路的第一次試水，證明這種辦法是可行的，而且這種方法可以用來制作更復雜的電路，將來的電腦也可能完全使用這樣的二維材料制作。”
石墨烯會代替硅嗎？
前文的所有使用的石墨烯，都是惟有原子層厚度的石墨烯。石墨烯對物聯網的改變還處在實驗階段，目前的試驗結果看來是非常有潛力的。
但是石墨烯會替代硅材料成為新一代的半導體的主體嗎？答案是不是定的。
科學家阿德里安·約內斯庫說：“有一部分人說，石墨烯在有一天會取代硅技術。但實際上，把石墨烯與硅結合才能組合出最優異的電子元件。”
把石墨烯這種材料用在適宜的位置，才會達到最好的結果。
生命洋溢欣喜，石墨烯也是。
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