突破!中美科学家创造世界上第一个石墨烯芯片!

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研究人员共同开发了世界上第一个由石墨烯制成的功能半导体芯片。该芯片为微电子领域带来了革新,预示着更小、更快、更高效的芯片即将问世。

半导体芯片在电子设备中起着核心作用,其导电性能决定着电子设备的运行效率和速度。英国曼彻斯特大学的萨拉·黑格教授解释说,半导体芯片中的开关允许电流流动,正是这种电流使得计算机能够进行计算。

目前,大部分现代电子产品依赖硅基半导体。虽然电子设备在不断缩小,处理速度也在提升,但硅基半导体正接近其物理极限。为突破这一*,科研人员正在探索量子芯片和碳基芯片等新方向。

石墨烯是一种由单层碳原子构成的材料,拥有高强度、轻质和高电阻等特性。然而,其在电子领域应用的主要障碍在于“带隙”问题,这是半导体开关的关键特性。

中国天津大学和美国佐治亚理工学院的研究团队在将石墨烯转化为半导体方面取得重大进展。他们通过在碳化硅晶圆上生长石墨烯,使用特殊的加热炉来生产外延石墨烯。研究发现,若制作得当,外延石墨烯能与碳化硅化学键合,展现出半导体特性。

研究小组的测量结果显示,石墨烯半导体的迁移率是硅的10倍。这意味着电子以极低的电阻移动,对电子学来说意味着更快的计算。就如同在高速公路上行驶比在砾石路上更高效且不会过热,石墨烯的高效性允许电子更快地移动。

研究团队表示,外延石墨烯有望引发电子学范式转变,并带来利用其独特特性的新技术。这一突破为未来电子设备的发展提供了广阔前景。

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