美國和韓國研究人員利用石墨烯(graphene)和鐵電聚合物(ferroelectric polymer)，製作出一種新型透明可撓式介電薄膜。此薄膜具有高介電常數，又容易製作，應該很適合應用於塑膠電子產品。 石墨烯為具蜂巢狀晶格的平面碳材料，擁有許多獨特的電子性質，例如超高載子遷移率，可使用於超快電晶體作為內連線或通道材料之用。透光的石墨烯同時能吸收大範圍的電磁頻譜，從可見光到中紅外光。此外，石墨烯非常強韌且具可撓性。 美國德州大學奧斯汀分校(Austin)與南韓建國大學(Konkuk University)等人使用一種名為cyanoethyl pullulan (CEP)的鐵電聚合物以及石墨烯製作出一複合介電夾層薄膜。這是CEP首次在此類研究中與石墨烯結合，在這之前所選用的聚合物為PMMA。他們使用化學氣相沉積法(chemical vapor deposition)成長石墨烯，並作為中間夾層，接著再整個移轉至塗佈有CEP的塑膠基板PET。 Ruoff表示，他們的石墨烯介電薄膜具有高透明和可撓特性，且其介電常數高達51，而鐵電聚合物和高k薄膜如二氧化鉿的介電常數分別為15和20。除此之外，藉由改變石墨烯夾層的氧化程度，他們能控制薄膜的介電常數。在塑膠電子應用中，薄膜是否具有高介電常數相當重要，因為這會直接影響元件效能。 此複合材料所使用的石墨烯會形成空間電荷層，也就是極化電荷載子的累積，這會極化樣本中的小區域，因此增強整體薄膜的介電常數。這類薄膜非常適合應用於塑膠電子產品，譬如可撓式無機電致發光元件和嵌入式電容器等。 該團隊過去曾使用氯化還原石墨烯氧化物和CEP製作複合薄膜。還原石墨烯氧化物可藉由氯的功能化增強薄膜的介電常數，這是因為可高度極化的碳-氯鍵會增加表面極化。團隊成員Jin Young Kim表示，他們下一步計畫增加此複合材料的介電常數，探討氯化石墨烯中間夾層對於此石墨烯-CEP薄膜的影響。詳見ACS Nano | DOI: 10.1021/nn406058g。 |