據物理學家組織網6月21日(北京(jīng)時間)報道,丹麥哥本哈根大學(xué)化學納米科學中心和(hé)中國中科院的科學(xué)家攜手(shǒu),用僅僅一個分子單層製造出一款晶體管,同時,他們(men)創造性地應用石墨烯的獨特性能,用該分子晶體管製造出了一塊石墨烯計算機芯(xīn)片。發表在《先進材料》雜(zá)誌上的最新研究將有助於科學家們設計出(chū)體(tǐ)形更小、運行速度更快且更環保的電子設備。
該研究的領導者、哥本哈根大學化學教授卡斯帕?諾亞德說:“石墨烯(xī)擁有(yǒu)許多讓其他材料望塵莫及的(de)獨特屬性,這也是科學家們首次證明,可以將一個功能性的元件(jiàn)集成在一塊石墨烯芯片上。新研(yán)製的石墨烯芯片的首個好處是讓測試分子電子元件變(biàn)得簡單易行,這也是科(kē)學家們朝著製造出分子集成電路邁出的(de)第一步。”
該石墨烯芯片是由一層金、一層分子晶體(tǐ)管以及一層超薄石墨烯構成的“三明治”。其中的分子晶體管(guǎn)被打(dǎ)開,同時使用了一個光脈衝,發揮了石墨烯“完全透(tòu)亮”的(de)獨(dú)特屬性。
科學家們一直試(shì)圖研製由單分子製成的晶體管、電線和其他電子元件。與傳(chuán)統(tǒng)元件不同,它們有望摒棄重金屬和稀(xī)土元素,這會使它們的(de)“身價(jià)”大幅縮(suō)水;同時(shí)也對環境、水和動物(wù)更加友好。但迄今為止,科學家們一直很難測試這些功能性分子元件的表現。
以前(qián),為了測(cè)試這些微型元(yuán)件的(de)性能,科學家(jiā)們必須不(bú)斷地在兩條帶電電線之(zhī)間,傾倒一個裝滿分子的燒杯(bēi),希望至少某(mǒu)個分子落(luò)在電線上,從而斷開電路。諾亞德表示:“這一(yī)做法無異於買彩票,成功率(lǜ)微(wēi)乎其微(wēi)。”但現在,使用(yòng)新的石墨烯芯片,科學家(jiā)們能非常精(jīng)確地放置分子,這就使他們能更快(kuài)更方便測試分子電線以及二極管的功能。
諾亞(yà)德說:“這(zhè)種設計思路可以針(zhēn)對不同類型的分子元(yuán)件。這種石墨烯‘腳(jiǎo)手架’同真(zhēn)正的芯片(piàn)非常接近,科學家(jiā)們可以更輕鬆地對分(fèn)子元件進行(háng)測試,並使用分子元件製造出真正的石墨烯芯片。”
總編輯圈點
不得不說,碳真是挺(tǐng)偉(wěi)大的。供暖發電,滿足人們的虛榮心,還能(néng)寫字畫畫……而最近十年,它的新身份是材料界的神(shén)童,科學家的寵兒。雖然文中已經說明,新的所謂“石墨烯芯片”與本尊相比隻是“非常接近”,但毫無疑問,我們離這種被寄(jì)予(yǔ)厚望延續摩爾神奇預言的玩意兒又近了一些。寫(xiě)文章的人有時(shí)候(hòu)真的很“壞”,更(gèng)快(kuài)、更經濟、還更環保……總是用(yòng)這些字眼(yǎn)吊足(zú)我們的胃口。和我一樣,肯(kěn)定(dìng)有(yǒu)很多人希望(wàng)早一天擁有裝(zhuāng)上了石墨烯芯(xīn)片的超酷設備。不(bú)過話說回來,以如今材料學的發展,石墨烯也不能太驕傲。前陣子就有報道(dào)稱,某種材料可(kě)能比它更適合製成下(xià)一代半導體。
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