中新網(wǎng)5月29日消息 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(graphene nanoribbon)可作為半導(dǎo)體晶體材料,此在未來(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23日登上科學(xué)雜志《PhysicalReview Letters》線上版。
“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)用結(jié)合!贝骱杲苤赋,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 (carbon nanotube),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。