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最新发现石墨纳米带取代硅成半导体新材料流量

发布时间:2019-11-20 17:20:41 阅读: 来源:手动阀厂家

最新发现石墨纳米带取代硅成半导体新材料

据美国《世界日报》报道,美国斯坦福大学化学系教授戴宏杰领导研究团队,发现石墨纳米带(graphenenanoribbon)可作为半导体晶体材料,此在未来可能整合于高表现计算机芯片,增加芯片速度与效能、降低耗热量,取代现今大部分由硅做成的芯片。

戴宏杰率领多位博士及博士后研究生进行这项研究计划,他表示,这是学术与产业界首次将石墨纳米带做成具有半导体性能,未来有希望将其做成半导体晶体管。目前用在计算机设备的材料是硅,希望有一天能将石墨纳米带用在计算机芯片。这项研究内容已于23日登上科学杂志《PhysicalReviewLetters》线上版。

“碳到处都有,我们主要将石墨纳米带做得很小很窄,促使它具有半导体性能。因为体积大块的碳,性质与金属比较像,做小则能具有半导体材料特性。此研究是化学材料与电子应用结合。”戴宏杰指出,石墨纳米带比硅有优势,速度要快、耗热量少、能加快计算机运作,将是未来的半导体候选材料,电子器件材料选择。

根据摩尔定律,晶体使用量每两年会倍增,研究人员预估,硅芯片可能在未来10年达到使用最大量而面临短缺现象。此外,硅常有过热问题。研究团队将石墨纳米带做成比人类头发还细五万倍,并具有半导体材料性能,未来可能用于计算机芯片制造。

不过,石墨纳米带未来能否完全取代硅成为半导体新材料,目前仍在实验测试阶段。戴宏杰透露,研究计划受到英特尔支持,赞助部分研究经费,未来还将持续支持研究。

戴宏杰也说,石墨纳米带比硅更具有高速特性,然而,因为不同的碳取材来源,每个石墨纳米带的特性也不同,根据不同的结构有不同的特性,有些具有较多的半导体性能,有些则是有较多的金属性质。不过,金属纳米管绝不可能用于电子装置,如何掌控取材与性能,是未来将石墨纳米带用于半导体晶体使用的问题。

戴宏杰先前研究的碳纳米管(carbonnanotube),与石墨纳米带组成元素相同,都是碳,也是世界上非常活跃的材料之一,全球有很多实验室都在进行碳纳米管研究。

他指出,碳纳米管可用在极小的转换器与电子机械装置上,包括从材料输送转换成电子讯号的晶体管。他强调,以化学合成方法从事碳纳米管研究,不光是合成,还有物理性能研究与相关应用前景,范围相当广泛。

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