新加坡国立大学和英国曼彻斯特大学的研究团队在石墨烯电子迁移率研究中取得重要进展。两项独立研究通过不同技术路径，使石墨烯的电子迁移率性能首次超越传统砷化镓半导体材料。

石墨烯虽具有优异的导电特性，但其电子迁移率在实际应用中常因材料缺陷和环境干扰而受限。带电杂质产生的散射效应导致电荷密度不均，影响电子传输效率。针对这一难题，两个研究团队分别提出了创新解决方案。

新加坡国立大学团队采用扭转石墨烯双层结构作为静电屏障。通过将两层石墨烯以10°至30°角度扭转堆叠，研究人员成功实现电子解耦，并将电荷不均匀性降至每平方微米仅几个电子。该方法使传输迁移率突破2000万cm²/Vs，量子迁移率同时超过最佳砷化镓二维电子气系统。该研究成果已于2025年8月11日发表于《自然通讯》。

研究团队成员伊恩·巴比奇表示："石墨烯终于在一些关键方面赶上甚至超越了传统半导体。这对石墨烯器件来说是一个历史性的时刻，使我们能够进一步探索以前无法触及的微妙量子现象。"

曼彻斯特大学团队则采用近场金属屏蔽技术，将石墨烯放置在距离金属栅极不足一纳米的超薄电介质层上。这种结构产生强库仑屏蔽效应，将电荷不均匀性降至3x10⁷ cm⁻²水平，使霍尔迁移率突破6000万cm²/Vs。该研究于2025年8月20日发表在《自然》杂志。

新加坡国立大学助理教授阿列克谢·别尔久金表示："这些方法共同扩展了我们的实验工具包，将有益于二维材料领域的研究。不仅为基础研究开辟了机会，也为超净材料至关重要的高性能应用开辟了机会。"

这些突破有望推动量子计量、高速电子技术和量子信息技术的发展，为下一代电子器件提供更优越的材料平台。研究团队下一步计划将这些技术应用于更复杂的石墨烯异质结构研究。

更多信息： I. Babich 等人，《通过大角度扭转石墨烯中可调库仑屏蔽实现毫特斯拉量子化》，《自然通讯》(2025)。Daniil Domaretskiy 等人，邻近筛选显著提升石墨烯电子质量，《自然》(2025)。期刊信息： 《自然通讯》 、 《自然》