随着半导体芯片的制造即将达到摩尔定律的物理极限，很多公司及机构都在研究如何让半导体产生更加优秀的性能。在许多方案中，石墨烯备受关注。

石墨烯（Graphene）是碳的同素异形体，碳原子以sp²杂化键合形成单层六边形蜂窝晶格石墨烯，只有一个原子的超薄厚度，是一种二维材料，不仅坚固耐用，还可以处理非常大的电流，并且不会升温和分解。

可以说：石墨烯是理想的制备未来传输速度更快、体积更小、更节能的电子元件的理想材料，而且另一大优势是制备石墨烯的原料理论上可以无限供应。

但石墨烯的研发难度极高，因为它并非半导体也不是金属，属于半金属，没有合适的“带隙”（导带的最低点和价带的最高点的能量之差），无法在施加电场时以正确的比率实现打开和关闭，然而中国成功突破了该难点。

近日，来自天津大学旗下的天津纳米颗粒与纳米系统国际研究中心和美国佐治亚理工学员的研究人员组成研究团队，通过研究克服了该难点，成功创造出全球第一个由石墨烯支撑的功能半导体，为半导体产业的发展打开了新的大门。

研发石墨烯的最大难点是：如何打开带隙，实现开关功能，以此让这个石墨烯具备半导体特性，从而可以作为半导体器件正常工作。

20多年，许多研究团队及公司尝试过多种方式仍未突破，最终天津大学提供了一条思路，即通过在碳化硅晶圆上外延石墨烯，即在碳化硅晶圆上生长单层石墨烯，使其与碳化硅发生化学键合，从而得到了半导体特性。

研究团队使用特殊熔炉在由有机薄膜覆盖的碳化硅晶圆上生长石墨烯时生产了大面积单晶类石墨烯材料。这是一种在碳化硅晶面上生长的物质，结构外延石墨烯几乎一样但是没有较好的导电性。

测量表明，这种半导体石墨烯在室温具有硅的10倍以上的迁移率。研究团队表示，该研究对未来石墨烯电子学真正走向实用化具有重大意义。不过距离石墨烯半导体完全落地，估计还要10到15年。

该项研究及具体细节已发表在知名学术杂志《自然》上，论文名为《Ultrahigh-mobility semiconducting epitaxial graphene on silicon carbide》（《碳化硅上的超高迁移率半导体外延石墨烯》）。

需要注意的是：论文的共同第一作者是赵健、纪佩璇、李雅奇、李睿四人，其余多位署名作者主要来自中国天津大学研究团队，同时也有美国佐治亚理工学院教授沃尔特·德赫尔(Walter de Heer)带领的研究人员。

也就是说，在该项研究中，中国团队是主导完成，并非外媒所报道的由佐治亚理工学院教授沃尔特·德赫尔主导。