科学家成功于实验室用石墨烯取代硅，创造一个可运作且可扩展的半导体芯片
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科学家首次使用石墨烯成功创造了一种可运作且可扩展的半导体。这项成就将为计算领域
的潜在革命打开了大门，并推出了一种新型电脑，与当前的硅芯片技术相比，速度和效率
都提高了。
半导体芯片日益成为全球经济的枢纽，并被称为科技时代的“新石油”。从数据中心到智
慧型手机，经济的各个部分都需要透过微芯片存取的运算能力。
在乔治亚理工学院的物理学教授Walter de Heer带领位于乔治亚州亚特兰大和中国天津的
研究团队生产出一种与传统微电子加工方法相容的石墨烯半导体。
基本上，石墨烯由单层碳原子组成，其强度超过同等厚度的钢。它是一种特殊的电导体，
具有很高的耐热性和耐酸性。尽管有这些优势，石墨烯半导体最大问题在于其无法随意控
制导电或绝缘，这迫使科学家仍在努力开发一种可以控制的石墨烯半导体，以达到为电脑
供电的逻辑芯片的关键要素。
简单来说，石墨烯缺乏能隙（Bandgap），毕竟，能隙是半导体中允许受控电子流动的关
键特征。在先前的研究中，石墨烯已显示出作为小规模半导体的前景，但事实证明，将其
放大到实际的电脑芯片尺寸仍具挑战性。
然而，最近乔治亚理工学院 Walter de Heer和他的团队利用加热的碳化硅芯片在碳蒸发
之前先蒸发硅，成功地制造出了带隙石墨烯。他们甚至展示了一种功能电晶体，一种充当
电流通断开关的基本元件。这项突破所采用的制程与制造硅芯片所采用的技术有相似之处
，使其更易于扩大规模。
毕竟，硅的制造成本低廉，并且拥有庞大的全球制造基础设施，但如今硅芯片正在达到功
能的极限。随着半导体硅芯片小型化的速度已经放缓，石墨烯半导体的发现将可重振半导
体进步的步伐，但仍有障碍需要克服。
英国的Surrey大学表示，这一发展是否意味着世界很快就会从硅芯片转向石墨烯芯片，目
前看起来仍让它们怀疑，一方面是新研究的石墨烯需要在电晶体尺寸、品质和制造技术方
面进行大量改进，另
一方面是由于硅于未来几年仍具有领先的优势，所以要达到采用石墨烯芯片来设计出笔记
型电脑，这一条路仍还要很久。
不过，如果有一家半导体厂商愿意投入大笔资金于这一研究的基础之上，并进行深度研究
才真正能为技术带来突破。如今就看这一研究会走多远，且于何时真正进入制造阶段而定
了。