近日，中國和美國科研人員聯合研制出世界上第一個由石墨烯材料制成的功能性半導體。研究人員表示，這預示著一個電子新時代的到來，它為研制更小、更快、更高效的電子設備鋪平了道路。相關論文剛剛發表在權威期刊《自然》雜志上。
半導體是電子產品的基本部件。目前，幾乎所有的現代電子產品都依賴于用硅材料制成的硅基半導體，不過，隨著設備向微型化方向發展，對更快處理速度的需求不斷增長，硅基半導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。
由中國天津大學和美國佐治亞理工學院科研人員組成的研究團隊，使用特殊熔爐在碳化硅晶圓上生長石墨烯取得突破，生產出外延石墨烯，這是在碳化硅晶面上生長的單層材料。
研究發現，如果制造得當，外延石墨烯會與碳化硅發生化學鍵合，并表現出半導體特性。
測量表明，石墨烯半導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等設備更高效地完成運算任務。
同時，研究團隊使用準平衡退火方法，在宏觀原子平階上產生了一個有序的緩沖層，該層的晶格與碳化硅基底對齊。因為它具有化學、機械和熱穩定性，所以可使用傳統半導體制造技術進行圖案化并與半金屬外延石墨烯無縫連接，進而實現基本特征適用于半導體制造。
并且，這種石墨烯材料如果能實現工業級應用，成本相較于現有的半導體材料會更低。
目前這項科研成果還僅限于實驗室階段，離真正的工業化應用還有很大的距離，估計還要10到15年。但不可否認，在石墨烯材料保持較高遷移率的同時，又開出了帶隙，這就是一次巨大的技術突破，極大的推動了石墨烯材料真正走向實用化的可能性。
來源：央視財經
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