石墨烯半導(dǎo)體研制成功 可能應(yīng)用于量子計(jì)算機(jī)
石墨烯薄片概念圖
科學(xué)家最新研制出全球首個(gè)以石墨烯為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體，這可能為未來(lái)開(kāi)發(fā)運(yùn)算速度更快的電腦和量子計(jì)算機(jī)奠定技術(shù)條件。研究人員在日前發(fā)表于《自然》雜志上的文章中稱，這種石墨烯半導(dǎo)體晶體管能在太赫茲頻率下工作，比當(dāng)前芯片中使用的硅基晶體管運(yùn)算速度還要快10倍。
半導(dǎo)體具有導(dǎo)體和絕緣體的特性，在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，電子可以在半導(dǎo)體材料中移動(dòng)，但前提是施加一定的能量。美國(guó)佐治亞理工學(xué)院首席研究員沃爾特·德·希爾表示，當(dāng)前幾乎所有芯片都是由硅制成的半導(dǎo)體，但該材料應(yīng)用已達(dá)到上限。這種新型半導(dǎo)體材料是由外延石墨烯制成，其遷移率是硅的10倍，意味著該半導(dǎo)體的電子移動(dòng)阻力更小。
盡管相比硅而言，石墨烯是更優(yōu)質(zhì)的導(dǎo)體，但一直以來(lái)，由于缺乏“帶隙”（當(dāng)電場(chǎng)作用于其上時(shí)移動(dòng)電子所需的最小能量），石墨烯很難在電子產(chǎn)品中獲得應(yīng)用。“帶隙”是晶體管開(kāi)關(guān)的關(guān)鍵，要使石墨烯成為一個(gè)晶體管，必須對(duì)其進(jìn)行特殊處理。此次，研究人員通過(guò)使用特殊的熔爐和加熱冷卻過(guò)程將石墨烯融合在碳硅化合物中，從而制造出具有“帶隙”的功能性石墨烯半導(dǎo)體。
希爾指出，這不僅是第一個(gè)基于石墨烯的半導(dǎo)體，它還可以集成到現(xiàn)有制造工藝中，從制造硅晶片過(guò)渡到碳硅晶片是完全可行的，同時(shí)，石墨烯半導(dǎo)體在量子計(jì)算領(lǐng)域也有潛在用途。
（葉傾城）
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