石墨納米帶有望取代硅成為半導(dǎo)體新材料
據(jù)美國(guó)《世界日?qǐng)?bào)》報(bào)道，美國(guó)斯坦福大學(xué)化學(xué)系教授戴宏杰領(lǐng)導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)，發(fā)現(xiàn)石墨納米帶(graphenenanoribbon)可作為半導(dǎo)體晶體材料，在未來(lái)可能整合于高表現(xiàn)計(jì)算機(jī)芯片，增加芯片速度與效能、降低耗熱量，取代現(xiàn)今大部分由硅做成的芯片。
戴宏杰率領(lǐng)多位博士及博士后研究生進(jìn)行這項(xiàng)研究計(jì)劃，他表示，這是學(xué)術(shù)與產(chǎn)業(yè)界首次將石墨納米帶做成具有半導(dǎo)體性能，未來(lái)有希望將其做成半導(dǎo)體晶體管。
目前用在計(jì)算機(jī)設(shè)備的材料是硅，希望有一天能將石墨納米帶用在計(jì)算機(jī)芯片。這項(xiàng)研究?jī)?nèi)容已于5月23日登上科學(xué)雜志《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters）在線版。
“碳到處都有，我們主要將石墨納米帶做得很小很窄，促使它具有半導(dǎo)體性能。因?yàn)轶w積大塊的碳，性質(zhì)與金屬比較像，做小則能具有半導(dǎo)體材料特性。此研究是化學(xué)材料與電子應(yīng)用的結(jié)合。”戴宏杰指出，石墨納米帶比硅有優(yōu)勢(shì)，速度要快、耗熱量少、能加快計(jì)算機(jī)運(yùn)作，將是未來(lái)的半導(dǎo)體候選材料，電子器件材料選擇。
根據(jù)摩爾定律，晶體使用量每?jī)赡陼?huì)倍增，研究人員預(yù)估，硅芯片可能在未來(lái)10年達(dá)到使用最大量而面臨短缺現(xiàn)象。此外，硅常有過(guò)熱問(wèn)題。研究團(tuán)隊(duì)將石墨納米帶做成比人類(lèi)頭發(fā)還細(xì)五萬(wàn)倍，并具有半導(dǎo)體材料性能，未來(lái)可能用于計(jì)算機(jī)芯片制造。
不過(guò)，石墨納米帶未來(lái)能否完全取代硅成為半導(dǎo)體新材料，目前仍在實(shí)驗(yàn)測(cè)試階段。戴宏杰透露，研究計(jì)劃受到英特爾支持，贊助部分研究經(jīng)費(fèi)，未來(lái)還將持續(xù)支持研究。
戴宏杰也說(shuō)，石墨納米帶比硅更具有高速特性，然而，因?yàn)椴煌奶既〔膩?lái)源，每個(gè)石墨納米帶的特性也不同，根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)有不同的特性，有些具有較多的半導(dǎo)體性能，有些則是有較多的金屬性質(zhì)。不過(guò)，金屬納米管絕不可能用于電子裝置，如何掌控取材與性能，是未來(lái)將石墨納米帶用于半導(dǎo)體晶體使用的問(wèn)題。
戴宏杰先前研究的碳納米管(carbonnanotube)，與石墨納米帶組成元素相同，都是碳，也是世界上非?；钴S的材料之一，全球有很多實(shí)驗(yàn)室都在進(jìn)行碳納米管研究。
他指出，碳納米管可用在極小的轉(zhuǎn)換器與電子機(jī)械裝置上，包括從材料輸送轉(zhuǎn)換成電子訊號(hào)的晶體管。他強(qiáng)調(diào)，以化學(xué)合成方法從事碳納米管研究，不光是合成，還有物理性能研究與相關(guān)應(yīng)用前景，范圍相當(dāng)廣泛。
戴宏杰率領(lǐng)多位博士及博士后研究生進(jìn)行這項(xiàng)研究計(jì)劃，他表示，這是學(xué)術(shù)與產(chǎn)業(yè)界首次將石墨納米帶做成具有半導(dǎo)體性能，未來(lái)有希望將其做成半導(dǎo)體晶體管。
目前用在計(jì)算機(jī)設(shè)備的材料是硅，希望有一天能將石墨納米帶用在計(jì)算機(jī)芯片。這項(xiàng)研究?jī)?nèi)容已于5月23日登上科學(xué)雜志《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters）在線版。
“碳到處都有，我們主要將石墨納米帶做得很小很窄，促使它具有半導(dǎo)體性能。因?yàn)轶w積大塊的碳，性質(zhì)與金屬比較像，做小則能具有半導(dǎo)體材料特性。此研究是化學(xué)材料與電子應(yīng)用的結(jié)合。”戴宏杰指出，石墨納米帶比硅有優(yōu)勢(shì)，速度要快、耗熱量少、能加快計(jì)算機(jī)運(yùn)作，將是未來(lái)的半導(dǎo)體候選材料，電子器件材料選擇。
根據(jù)摩爾定律，晶體使用量每?jī)赡陼?huì)倍增，研究人員預(yù)估，硅芯片可能在未來(lái)10年達(dá)到使用最大量而面臨短缺現(xiàn)象。此外，硅常有過(guò)熱問(wèn)題。研究團(tuán)隊(duì)將石墨納米帶做成比人類(lèi)頭發(fā)還細(xì)五萬(wàn)倍，并具有半導(dǎo)體材料性能，未來(lái)可能用于計(jì)算機(jī)芯片制造。
不過(guò)，石墨納米帶未來(lái)能否完全取代硅成為半導(dǎo)體新材料，目前仍在實(shí)驗(yàn)測(cè)試階段。戴宏杰透露，研究計(jì)劃受到英特爾支持，贊助部分研究經(jīng)費(fèi)，未來(lái)還將持續(xù)支持研究。
戴宏杰也說(shuō)，石墨納米帶比硅更具有高速特性，然而，因?yàn)椴煌奶既〔膩?lái)源，每個(gè)石墨納米帶的特性也不同，根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)有不同的特性，有些具有較多的半導(dǎo)體性能，有些則是有較多的金屬性質(zhì)。不過(guò)，金屬納米管絕不可能用于電子裝置，如何掌控取材與性能，是未來(lái)將石墨納米帶用于半導(dǎo)體晶體使用的問(wèn)題。
戴宏杰先前研究的碳納米管(carbonnanotube)，與石墨納米帶組成元素相同，都是碳，也是世界上非?；钴S的材料之一，全球有很多實(shí)驗(yàn)室都在進(jìn)行碳納米管研究。
他指出，碳納米管可用在極小的轉(zhuǎn)換器與電子機(jī)械裝置上，包括從材料輸送轉(zhuǎn)換成電子訊號(hào)的晶體管。他強(qiáng)調(diào)，以化學(xué)合成方法從事碳納米管研究，不光是合成，還有物理性能研究與相關(guān)應(yīng)用前景，范圍相當(dāng)廣泛。
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