創造未來科學技術石墨烯晶體管

創造未來科學技術石墨烯晶體管

石墨烯自十多年前誕生以來就一直吸引著科學家。這種只有一個原子厚度的碳材料具有優異的電子性能、強度、超輕重量和更廣泛的用途，但是如何將能隙（帶隙/半導體或絕緣體價帶頂部至導帶底部的能隙）植入晶體管，使其成為而其他的電子設備總是讓研究人員左右為難。

現在，麻省理工學院的研究人員在這一領域取得了重大突破，甚至可能改變對石墨烯物理的一些理論預測。他們引進了另一種單原子材料，六角氮化硼（六角氮化硼），其性質與石墨烯相似，并在其上放置了一層石墨烯。所得到的混合物既具有石墨烯的導電性能，又具有建造晶體管所需的能隙。

麻省理工學院物理助理教授帕布羅·賈里洛·赫雷羅（Pablo Jarillo Herrero）評論說，通過合成這兩種材料，我們得到了一種不同性質的材料混合物。石墨烯是一種優良的導體，而六角氮化硼是一種很好的絕緣體，可以阻擋電子的流動。將它們結合在一起，我們得到了高質量的半焦。推銷員。

但整個過程顯然不像1+1=2那么簡單，研究人員必須將這兩種材料的原子框架幾乎完全對齊，它們都具有六角結構，尺寸（晶格常數）幾乎相同，但六角氮化硼大1.8%，因此這兩種原子框架可以完美地縫合在一起。在大范圍內仍存在一定的不均勻性。

目前，這個問題還沒有完美的解決辦法。研究人員說，這只取決于角度對齊，但總是有大約十五分之一的錯誤概率。

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麻省理工學院物理系教授雷·阿什奧里（Ray Ashoori）說：半導體最引人注目的是，它只需要稍微調整一層材料和其他層的角度，就可以調整最終材料的性能，從而獲得不同電子性能的材料。

以前，石墨烯層被切割成薄帶，使其成為半導體，但這將大大削弱其電性能。這種損耗在新方法中不會發生，但目前產生的間隙還不到實際水平，需要進一步改進，以期成為晶體管人用的一種新材料。制造。

此外，麻省理工學院的研究小組在新材料中發現了一個有趣的物理現象：當暴露在磁場中時，它表現出分形特性，即所謂的霍夫斯塔特蝴蝶光譜，幾十年前人們曾認為這是不可能的。

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