經(jīng)過(guò)十年的精心研制，他們創(chuàng)造了可以與硅對(duì)抗的外延石墨烯材料。

喬治亞理工的研究者們聲稱，他們創(chuàng)造出了"世界上第一個(gè)由石墨烯制備的功能性半導(dǎo)體"。該團(tuán)隊(duì)的外延型石墨烯材料可以兼容傳統(tǒng)微電子處理方法，因此是一種切實(shí)可行的硅替代物。此外，這種精細(xì)的材料實(shí)現(xiàn)了電子應(yīng)用所需的理想帶隙，對(duì)于未來(lái)的量子計(jì)算設(shè)備也具有潛在的潛力。

科技評(píng)論家們多年以來(lái)一直在強(qiáng)調(diào)保持摩爾定律存活的斗爭(zhēng)。推動(dòng)半導(dǎo)體前進(jìn)的關(guān)鍵問(wèn)題之一就是硅已經(jīng)接近其極限。雖然石墨烯自2004年被發(fā)現(xiàn)以來(lái)一直被譽(yù)為奇跡材料，但至今還沒(méi)有在任何重大或廣泛采納的技術(shù)突破中起到關(guān)鍵作用。然而，喬治亞理工學(xué)院的研究者們似乎通過(guò)他們改良的以上述硅化碳鍵合的外延型石墨烯，找到了重大突破的線索。

沃爾特·德·赫爾教授，喬治亞理工學(xué)院的物理學(xué)榮譽(yù)教授，帶領(lǐng)一個(gè)設(shè)在亞特蘭大和中國(guó)天津的研究團(tuán)隊(duì)，從2000年初開(kāi)始從事2D石墨烯的研究?！拔覀兪窍Ｍ麑⑹┑娜N特殊性質(zhì)引入電子產(chǎn)品中，”他說(shuō)?！斑@是一種極其強(qiáng)韌的材料，可以承受大電流，而且在不升溫和不瓦解的情況下可以做到這一點(diǎn)?！?/span>

盡管擁有了這三種屬性，但一直以來(lái)，石墨烯基電子材料卻一直缺少關(guān)鍵的半導(dǎo)體特性。“長(zhǎng)久以來(lái)，石墨烯電子產(chǎn)品的問(wèn)題在于石墨烯的能帶差距不合適，不能正確地開(kāi)關(guān)，”天津大學(xué)納米顆粒和納米系統(tǒng)國(guó)際中心的共同創(chuàng)始人雷·馬博士說(shuō)?！岸嗄陙?lái)，許多人試圖用各種方法解決這個(gè)問(wèn)題。我們的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了能帶差，這是實(shí)現(xiàn)石墨烯電子產(chǎn)品的關(guān)鍵一步?！瘪R雷也是《自然》今天發(fā)布的《在硅化碳上的超高遷移率半導(dǎo)體外延石墨烯》一文的合著者。

這個(gè)研究團(tuán)隊(duì)的突破在于，他們已經(jīng)成功的學(xué)習(xí)了如何在硅化碳晶片上生長(zhǎng)石墨烯，制作出與硅化碳鍵合的外延石墨烯。按照喬治亞理工的博客，這個(gè)材料花了整整十年時(shí)間才調(diào)整到最佳。現(xiàn)在，測(cè)試顯示他們的石墨烯半導(dǎo)體材料比硅的電導(dǎo)率要高10倍。“換句話說(shuō)，電子運(yùn)動(dòng)的阻力非常低，這在電子設(shè)備中轉(zhuǎn)化為更快的計(jì)算能力，”教研機(jī)構(gòu)的博客進(jìn)行解釋。

這位物理學(xué)榮譽(yù)教授用更簡(jiǎn)單的話來(lái)描述石墨烯電子產(chǎn)品的吸引力?！斑@就像在碎石路和公路上開(kāi)車，”德赫爾談到其精煉的石墨烯半導(dǎo)體材料的電子運(yùn)動(dòng)?！斑@更有效率，不會(huì)產(chǎn)生太多的熱量，而且能夠讓電子運(yùn)動(dòng)得更快?！?/span>

喬治亞理工的研究團(tuán)隊(duì)表示，他們的外延型石墨烯與硅化碳鍵合遠(yuǎn)優(yōu)于任何其他正在開(kāi)發(fā)中的2D半導(dǎo)體。德赫爾教授形容半導(dǎo)體材料突破像是“萊特兄弟的時(shí)刻”，并強(qiáng)調(diào)了這種材料與電子的量子機(jī)械波動(dòng)性的兼容性，這意味著它可能對(duì)未來(lái)量子計(jì)算的進(jìn)步具有重要作用。