佐治亚理工大学集团创造了世界上第一个石墨烯基半导体

特气网消息：佐治亚理工学院的一组研究人员创造了世界上第一种由石墨烯制成的功能性半导体，这一发展可能会带来先进的电子设备和量子计算应用。

半导体被视为电子设备的基石，对通信、计算、医疗保健、军事系统、运输和无数其他应用至关重要。

半导体通常由硅制成，这种材料彻底改变了电子行业，开创了数字时代。提纯的硅被用于计算机芯片、晶体管、集成电路和液晶显示器等设备。

其高度稳定的原子结构意味着它既具有金属的导电性能，又是绝缘体，因此硅既可以导电也可以阻挡电。这种特性允许半导体开关。

佐治亚理工大学的研究团队今年早些时候在《自然》杂志上发表了他们的发现，尽管硅有优势，但面对越来越快的计算和更小的电子设备，硅正达到极限。

为了寻找一种可行的硅替代品，佐治亚理工大学Regents物理学教授Walter de Heer带领一个位于佐治亚州亚特兰大和中国天津的研究团队生产了一种与微电子加工方法兼容的石墨烯半导体。

该小组试图解决石墨烯研究中长达数十年的“带隙”障碍，这是一种关键的电子特性，可以在施加电场时打开和关闭晶体管和硅电子器件。

de Weer说：“我们的动机是希望将石墨烯的三种特殊特性引入电子产品。”。“这是一种非常坚固的材料，可以处理非常大的电流，而且不会加热和分解。”

由于石墨烯既不是半导体也不是金属，而是半金属，该团队必须找到一种方法来打开和关闭它，这样它才能像硅一样工作。

为了做到这一点，研究人员在石墨烯上放置了原子，这些原子向系统提供电子产品——这项技术被称为掺杂，有助于测量材料的导电性。

该团队发现，石墨烯半导体的迁移率是硅的十倍，这意味着电子以最小的电阻移动，从而加快了电子计算的速度。

德希尔说：“这就像在碎石路上行驶，而不是在高速公路上行驶。”。“它效率更高，不会加热那么多，而且可以实现更高的速度，这样电子可以更快地移动。”

该团队声称，其产品是目前唯一一种具有纳米电子学所需所有特性的二维半导体。

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