石墨烯半导体研制成功 可能应用于量子计算机
发布时间: 2024-01-27 07:44:59
石墨烯薄片概念图
科学家最新研制出全球首个以石墨烯为基础的半导体，这可能为未来开发运算速度更快的电脑和量子计算机奠定技术条件。研究人员在日前发表于《自然》杂志上的文章中称，这种石墨烯半导体晶体管能在太赫兹频率下工作，比当前芯片中使用的硅基晶体管运算速度还要快10倍。
半导体具有导体和绝缘体的特性，在适当的温度范围内，电子可以在半导体材料中移动，但前提是施加一定的能量。美国佐治亚理工学院首席研究员沃尔特·德·希尔表示，当前几乎所有芯片都是由硅制成的半导体，但该材料应用已达到上限。这种新型半导体材料是由外延石墨烯制成，其迁移率是硅的10倍，意味着该半导体的电子移动阻力更小。
尽管相比硅而言，石墨烯是更优质的导体，但一直以来，由于缺乏“带隙”（当电场作用于其上时移动电子所需的最小能量），石墨烯很难在电子产品中获得应用。“带隙”是晶体管开关的关键，要使石墨烯成为一个晶体管，必须对其进行特殊处理。此次，研究人员通过使用特殊的熔炉和加热冷却过程将石墨烯融合在碳硅化合物中，从而制造出具有“带隙”的功能性石墨烯半导体。
希尔指出，这不仅是第一个基于石墨烯的半导体，它还可以集成到现有制造工艺中，从制造硅晶片过渡到碳硅晶片是完全可行的，同时，石墨烯半导体在量子计算领域也有潜在用途。
（叶倾城）
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