石墨烯再“立功”!近日,我国科研人员首次制备出垂直结构晶体管“硅-石墨烯-锗晶体管”,成功将石墨烯基区晶体管的延迟时间缩短了1000倍以上,并将其截止频率由兆赫兹提升至吉赫兹领域。这有什么意义呢?
研究人员表示,这一研究工作提升了石墨烯基区晶体管的性能,未来将有望在太赫兹领域的高速器件中应用,为最终实现超高速晶体管奠定了基础。同时也能应用到量子计算领域,提供量子计算关键的点位算法,通过辅助电路的量子移动,促成量子霸权的实现。
石墨烯,这个性能优异的二维材料,近年来备受关注。这次我国科研人员提出了半导体薄膜和石墨烯转移工艺,首次制备出如今这一成果。就此,网友表示“碳基高速芯片要出现了,以美国为首的硅基芯片末日来了。”情况当真如此吗?
目前,世上所有的芯片都是用硅制成的,而美国在芯片市场具有垄断地位。十五年前石墨烯“异军突起”,逐渐被科学界发现具有优异的光学、电学、力学特性,被认为是一种未来革命性的材料。
它被认为是硅材料的最佳替代者,对于半导体行业发展有着特殊的意义。因此可以说,基于石墨烯的碳基高速芯片,确实是未来所向。而我国一直走在石墨烯的材料的研究运用的前列。
回顾短短十余年的单层原子石墨烯材料发展史,我国一直致力发展并取得卓越成果。无论是在已投入生产的半导方面,还是在去年才由我国学生发现今年又新发展的尖端科技超导方面,我国都保持了世界领先地位。
去年,石墨烯超导在国际科研领域仍然是空白状态,所有的超导体都是通过化合而成。而年仅22岁的中国学生曹原用行动给出了石墨烯的新未来。他通过对双层石墨烯精细地扭曲折叠到特定角度(后被称为“魔角”),使其从半导体变成了超导体。曹原通过对石墨烯进行物理操作,就将其从半导体变成了超导体材料,这是史无前例的。因此,他被《Nature》评为 2018 年度十大科学人物,直接超越众多“大佬”,位居榜首。
(中国科学家可以折叠和展开石墨烯片,改变其性质且不会撕裂它们)
不久前,中国科学家又在石墨烯超导领域更进一步,成功在折叠了显微镜下的单层石墨烯,这使得石墨烯超导可以更快地运用到实业。据悉,这项技术可用于改进超级计算机和制造纳米机器、量子机器等方面,也为开发“梦想芯片”提供更多自由。
不仅如此,在生产方面我国也独占鳌头。目前被广泛使用的石墨烯材料分为两种,薄膜石墨烯和粉体石墨烯。一方面,在薄膜石墨烯领域我国的技术发展一直处于领先水平。另一方面,我国也是粉体石墨烯生产量最大的国家。(育宏)