近日，中國(guó)和美國(guó)科研人員聯(lián)合研制出世界上第一個(gè)由石墨烯材料制成的功能性半導(dǎo)體。研究人員表示，這預(yù)示著一個(gè)電子新時(shí)代的到來(lái)，它為研制更小、更快、更高效的電子設(shè)備鋪平了道路。相關(guān)論文剛剛發(fā)表在權(quán)威期刊《自然》雜志上。

半導(dǎo)體是電子產(chǎn)品的基本部件。目前，幾乎所有的現(xiàn)代電子產(chǎn)品都依賴于用硅材料制成的硅基半導(dǎo)體，不過(guò)，隨著設(shè)備向微型化方向發(fā)展，對(duì)更快處理速度的需求不斷增長(zhǎng)，硅基半導(dǎo)體正在接近其物理功能的極限。目前正在研究的新方向主要有量子芯片和碳基芯片。

由中國(guó)天津大學(xué)和美國(guó)佐治亞理工學(xué)院科研人員組成的研究團(tuán)隊(duì)，使用特殊熔爐在碳化硅晶圓上生長(zhǎng)石墨烯取得突破，生產(chǎn)出外延石墨烯，這是在碳化硅晶面上生長(zhǎng)的單層材料。

研究發(fā)現(xiàn)，如果制造得當(dāng)，外延石墨烯會(huì)與碳化硅發(fā)生化學(xué)鍵合，并表現(xiàn)出半導(dǎo)體特性。

測(cè)量表明，石墨烯半導(dǎo)體的室溫電子遷移率是硅的十倍。這意味著更快的切換速度，可能使得GPU、CPU等設(shè)備更高效地完成運(yùn)算任務(wù)。

同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)使用準(zhǔn)平衡退火方法，在宏觀原子平階上產(chǎn)生了一個(gè)有序的緩沖層，該層的晶格與碳化硅基底對(duì)齊。因?yàn)樗哂谢瘜W(xué)、機(jī)械和熱穩(wěn)定性，所以可使用傳統(tǒng)半導(dǎo)體制造技術(shù)進(jìn)行圖案化并與半金屬外延石墨烯無(wú)縫連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)基本特征適用于半導(dǎo)體制造。

并且，這種石墨烯材料如果能實(shí)現(xiàn)工業(yè)級(jí)應(yīng)用，成本相較于現(xiàn)有的半導(dǎo)體材料會(huì)更低。

目前這項(xiàng)科研成果還僅限于實(shí)驗(yàn)室階段，離真正的工業(yè)化應(yīng)用還有很大的距離，估計(jì)還要10到15年。但不可否認(rèn)，在石墨烯材料保持較高遷移率的同時(shí)，又開(kāi)出了帶隙，這就是一次巨大的技術(shù)突破，極大的推動(dòng)了石墨烯材料真正走向?qū)嵱没目赡苄浴?/p>

來(lái)源：央視財(cái)經(jīng)

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