中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所微納米課題組利用納米操作機(jī)器人在石墨烯可控加工方面取得重要進(jìn)展，為石墨烯基納米器件的制造提供了新的理論方法及技術(shù)途徑。《中國(guó)科學(xué)G輯：物理學(xué)力學(xué)天文學(xué)》在最新一期以封面專(zhuān)題的形式報(bào)道了該科研成果。

      據(jù)了解，納米操作機(jī)器人可定義為能夠?qū){米尺度物體實(shí)現(xiàn)有效操控的機(jī)電系統(tǒng)。與宏觀機(jī)器人相比，它具有超級(jí)靈敏、超高精確等特點(diǎn)，可以在極微小尺度下完成宏觀機(jī)器人無(wú)法實(shí)現(xiàn)的各種觀測(cè)、表征和操控功能。

      2005年，沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所建立了我國(guó)第一臺(tái)納米操作機(jī)器人系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上率先開(kāi)展了納米器件加工與制造前沿科學(xué)研究。
 
      石墨烯是一種單層碳原子二維結(jié)構(gòu)，具有超高的載流子濃度和電子遷移率，并且電子穿過(guò)石墨烯幾乎沒(méi)有阻力，能耗極少。因此，利用石墨烯可以制造出更小、更冷、更快的電子器件，從而解決目前硅基微電子器件制造面臨的技術(shù)瓶頸。

     盡管石墨烯在納米器件方面已表現(xiàn)出不凡的性能，但本征石墨烯沒(méi)有能隙，引入能隙的重要途徑就是將石墨烯加工成特定的幾何構(gòu)型，因此如何實(shí)現(xiàn)石墨烯的可控裁剪成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

     針對(duì)該問(wèn)題，微納米課題組利用納米操作機(jī)器人開(kāi)展了針對(duì)石墨烯的可控加工研究。研究結(jié)果表明，由于石墨烯晶向結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱(chēng)性，當(dāng)沿不同方向進(jìn)行石墨烯切割時(shí)將產(chǎn)生不同的切割力，該發(fā)現(xiàn)為建立基于納米力反饋的石墨烯切割方法奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)晶格精度的石墨烯裁剪提供了可行的技術(shù)途徑。

     據(jù)悉，自2009年開(kāi)展此方向研究以來(lái)，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了大量的創(chuàng)新性研究，并在機(jī)器人技術(shù)和石墨烯加工改性方面取得了一些重要原創(chuàng)性成果，如建立了石墨烯可控裝配方法、大氣環(huán)境下石墨烯原子精度觀測(cè)技術(shù)、石墨烯晶向快速識(shí)別技術(shù)以及石墨烯缺陷改性方法等，為納米操作機(jī)器人在石墨烯納米加工制造領(lǐng)域開(kāi)辟了新的道路。相關(guān)成果先后發(fā)表于《應(yīng)用物理學(xué)雜志》、3M-Nano等期刊和國(guó)際會(huì)議上，并申請(qǐng)了相關(guān)發(fā)明專(zhuān)利。