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中丹制成新型晶体管可助研更小运行更快电子

发布时间:2019-06-08 14:39:44
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基于碳纳米管点电极的柱状纳米晶体管结构示意图 据物理学家组织报道,丹麦哥本哈根大学化学纳米科学中心和中国中科院的科学家携手,用仅仅一个分子单层制造出一款晶体管,同时,他们创造性地应用石墨烯的独特性能,用该分子晶体管制造出了一块石墨烯计算机芯片。这一发表在《先进材料》杂志上的研究将有助于科学家们设计出体形更小、运行速度更快且更环保的电子设备。

该研究的、哥本哈根大学化学教授卡斯帕·诺亚德说:“石墨烯拥有许多让其他材料望尘莫及的独特属性,这也是科学家们首次证明,可以将一个功能性的元件集成在一块石墨烯芯片上。新研制的石墨烯芯片的好处是让测试分子电子元件变得简单易行,这也是科学家们朝着制造出分子集成电路迈出的步。”

该石墨烯芯片是由一层金、一层分子晶体管以及一层超薄石墨烯构成的“三明治”。其中的分子晶体管被打开,同时使用了一个光脉冲,发挥了石墨烯“完全透亮”的独特属性。

科学家们一直试图研制由单分子制成的晶体管、电线和其他电子元件。与传统元件不同,它们有望摒弃重金属和稀土元素,这会使它们的“身价”大幅缩水;同时也对环境、水和动物更加友好。但迄今为止,科学家们一直很难测试这些功能性分子元件的表现。

以前,为了测试这些微型元件的性能,科学家们必须不断地在两条带电电线之间,倾倒一个装满分子的烧杯,希望至少某个分子落在电线上,从而断开电路。诺亚德表示:“这一做法无异于买彩票,成功率微乎其微。”但现在,使用新的石墨烯芯片,科学家们能非常精确地放置分子,这就使他们能更快更方便测试分子电线以及二极管的功能。

诺亚德说:“这种设计思路可以针对不同类型的分子元件。这种石墨烯‘脚手架’同真正的芯片非常接近,科学家们可以更轻松地对分子元件进行测试,并使用分子元件制造出真正的石墨烯芯片。”

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