石墨納米帶有望取代硅成為半導(dǎo)體新材料

     據(jù)美國《世界日報》報道，美國斯坦福大學(xué)化學(xué)系教授戴宏杰領(lǐng)導(dǎo)研究團隊，發(fā)現(xiàn)石墨納米帶(graphenenanoribbon)可作為半導(dǎo)體晶體材料，在未來可能整合于高表現(xiàn)計算機芯片，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行這項研究計劃，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，未來有希望將其做成半導(dǎo)體晶體管。

　　目前用在計算機設(shè)備的材料是硅，希望有一天能將石墨納米帶用在計算機芯片。這項研究內(nèi)容已于5月23日登上科學(xué)雜志《物理評論快報》（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。因為體積大塊的碳，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，速度要快、耗熱量少、能加快計算機運作，將是未來的半導(dǎo)體候選材料，電子器件材料選擇。

　　根據(jù)摩爾定律，晶體使用量每兩年會倍增，研究人員預(yù)估，硅芯片可能在未來10年達到使用最大量而面臨短缺現(xiàn)象。此外，硅常有過熱問題。研究團隊將石墨納米帶做成比人類頭發(fā)還細五萬倍，并具有半導(dǎo)體材料性能，未來可能用于計算機芯片制造。

　　不過，石墨納米帶未來能否完全取代硅成為半導(dǎo)體新材料，目前仍在實驗測試階段。戴宏杰透露，研究計劃受到英特爾支持，贊助部分研究經(jīng)費，未來還將持續(xù)支持研究。

　　戴宏杰也說，石墨納米帶比硅更具有高速特性，然而，因為不同的碳取材來源，每個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，金屬納米管絕不可能用于電子裝置，如何掌控取材與性能，是未來將石墨納米帶用于半導(dǎo)體晶體使用的問題。

　　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，全球有很多實驗室都在進行碳納米管研究。

　　他指出，碳納米管可用在極小的轉(zhuǎn)換器與電子機械裝置上，包括從材料輸送轉(zhuǎn)換成電子訊號的晶體管。他強調(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，范圍相當廣泛。