工程師創(chuàng)造出金屬石墨烯納米帶可作為全碳電子產(chǎn)品的導(dǎo)線

發(fā)布：cyqdesign 2020-09-28 14:47 閱讀：1233

幾十年來(lái)，硅一直是應(yīng)用于電子器件的首選材料，但它的效率開(kāi)始達(dá)到了極限。下一步可能是碳晶體管和電路，現(xiàn)在加州大學(xué)伯克利分校的工程師們已經(jīng)創(chuàng)造出了金屬石墨烯納米帶，可以作為這種全碳電子產(chǎn)品的導(dǎo)線。

摩爾定律是一個(gè)描述技術(shù)進(jìn)步速度的理論，聲稱(chēng)集成電路上可以容納的晶體管數(shù)目在大約每?jī)赡瓯銜?huì)增加一倍。雖然幾十年來(lái)一直如此，但近年來(lái)，隨著我們達(dá)到硅的物理極限，其發(fā)展速度開(kāi)始放緩。

碳資源豐富，價(jià)格便宜，而且有多種形式，是保持摩爾定律的重要競(jìng)爭(zhēng)者，特別是如果能實(shí)現(xiàn)全碳電路的話。石墨、金剛石和碳納米管都是碳的形式，已被證明在各種電子元件中有用。但也許最有希望的是石墨烯。而且即使是這種東西也可以有不同的形狀--作為片材、微小的量子點(diǎn)或長(zhǎng)長(zhǎng)的薄 "納米帶"。

加州大學(xué)伯克利分校的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在取得突破的就是最后一種形狀。石墨烯納米帶通常是半導(dǎo)體，但該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功地將它們變成了金屬，這使得它們具有導(dǎo)電性，能夠像電線一樣在電路中攜帶電子。

“我們認(rèn)為，金屬線真的是一個(gè)突破，”該研究的作者Felix Fischer說(shuō)�！斑@是我們第一次可以在不需要外部摻雜的情況下，有意識(shí)地用碳基材料創(chuàng)造出一種超窄的金屬導(dǎo)體--一種良好的、內(nèi)在的導(dǎo)體�！�

為了創(chuàng)造這些金屬納米帶，研究小組利用加熱將納米帶的短段拼接在一起，以創(chuàng)建一條數(shù)十納米長(zhǎng)，僅1.6納米寬的導(dǎo)電金屬線。完成后，研究人員發(fā)現(xiàn)，納米帶具有金屬的電子特性，每一段只貢獻(xiàn)一個(gè)導(dǎo)電電子，然后可以沿著帶子自由流動(dòng)。而最后，該團(tuán)隊(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一個(gè)微小的改變，以進(jìn)一步提升其性能。

“利用化學(xué)原理，我們創(chuàng)造了一個(gè)微小的變化，每100個(gè)原子中僅有一個(gè)化學(xué)鍵的變化，但卻將納米帶的金屬性提高了20倍，從實(shí)用的角度來(lái)看，這對(duì)使其成為一種優(yōu)秀的金屬是很重要的�！痹撗芯康淖髡進(jìn)ichael Crommie說(shuō)。

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