石墨烯與其環境之間的相互作用對半導體工業對這種有前途的材料的使用具有顯著影響。由于國際研究項目的全面發現，現在可以更好地理解這些相互作用，并可以對其進行控制。

石墨烯是原子薄的碳層。由于其獨特的結構和電子特性，該材料具有巨大的潛力，并且是高期望的焦點-然而，具體的用途和應用還沒有實現。就可行的應用而言，通常情況就是這樣，魔鬼就是細節。由奧地利科學基金會FWF資助的一個項目已成功掌握了其中一些細節。

“基于石墨烯的單個組件已經具有突出的特性，”維也納大學材料系電子特性項目負責人ThomasPichler解釋道。“然而，其作為集成電子元件應用的重大突破尚未出現。根本不可能以可靠的方式將這種材料用于已建立的半導體技術。”最大的障礙之一是在原子水平上缺乏對石墨烯與其環境相互作用的控制。因此，幾乎不可能以可預測和有針對性的方式部署材料。甚至石墨烯和基板之間的相互作用，由于其極薄，它也必須應用于基板，部分地理解。Pichler和他的研究團隊現在已經確定了這種相互作用的本質。

該團隊也立即成功獲得了一些令人驚訝的新見解。“我們能夠首次證明電荷轉移-電子轉移與石墨烯中的機械應變之間的相關性，”Pichler說。“這一觀察結果可能具有重大的實際意義，因為這意味著未來可能會對基于石墨烯的組件內部應變進行完全無接觸的測量。”

該團隊還在有針對性地控制石墨烯環境方面取得了重大成功。在該項目的框架內，有可能首次在原子水平上控制石墨烯與鍺等傳統半導體之間的界面。許多人認為這是使石墨烯基納米電子元件可用于半導體技術的重要一步。

合作項目成功的關鍵在于兩個過程的最佳組合和實施。Pichler和他的團隊使用了最新的光譜測量技術，并通過所謂的ab-initio計算對其進行了補充，這些計算由里爾大學電子，微電子和納米技術研究所的LudgerWirtz領導的團隊進行。

該項目成功生產了大量電子絕緣石墨烯樣品。這為實驗工作提供了最佳起始材料。“然后我們故意操縱石墨烯的電子結構，”Pichler說，解釋了該項目采用的方法。“為此，例如，我們用氫或氮原子取代了石墨烯基板中的某些原子，并測量了這種取代對石墨烯的影響。”Pichler及其團隊采用的另一種方法涉及一種稱為插層的方法。利用該方法，在石墨烯和基板之間插入晶片薄的鉀，鋰或鋇層，并且表征對石墨烯的所得沖擊。

這些步驟為FWF項目產生的許多其他進展鋪平了道路，這些進展仍然需要能夠全面使用奇跡材料石墨烯。在像石墨烯這樣的“奇跡工作者”可以投入實際使用之前，仍有許多挑戰需要克服。基礎研究將在克服這些挑戰方面發揮關鍵作用。