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【据美国加州大学伯克利分校网站2020年9月24日报道】基于碳而不是硅的晶体管可以潜在地将计算机的速度提高并降低一千倍以上的功耗，但构建有效的碳电路所需的工具箱（ToolBox）尚不完整。由美国加州大学伯克利分校（UC Berkeley）的化学家和物理学家组成的研究团队近日研制出完全由碳制成的金属化导线，为加速碳基晶体管的研制奠定了基础。
该团队多年来一直致力于研究如何利用石墨烯纳米带（GNR）制造半导体和绝缘体。GNR是一维条状的原子厚度石墨烯，完全由按六边形排列的碳原子组成。新的碳基金属化导线也是由GNR制成，设计用于在全碳晶体管的半导体纳米带间传输电子。石墨烯是纯碳，窄带的石墨烯主要是半导体，挑战在于使它们同时充当绝缘体和金属导体，以便构造出完全由碳构成的晶体管和处理器。
该团队两年前发现一种将短纳米带连接起来的新方法，通过正确连接短段纳米带，可以将每段中的电子排列成一个新的拓扑状态（一种特殊的量子波函数），从而产生可调谐的半导体特性。此次，科研人员利用类似方法将短段纳米带缝合在一起，成功创建出一条数十纳米长、仅几纳米宽的金属化导线，一种良好的本征导体。
研究人员表示，该项技术未来将会变革构建集成电路的方式。目前该团队正在与UC Berkeley的电气工程师合作，利用石墨烯纳米带半导体、绝缘体和金属化导线组装可工作的碳晶体管。该研究得到了美国海军研究办公室、美国能源部、美国节能电子科学中心以及美国国家科学基金会的支持，相关论文《Inducing metallicity in graphene nanoribbons via zero-mode superlattices》已在《Science》期刊上发表。
2020-10-22智邦网
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