[转载]采用碳可获得最快的芯片

马里兰大学的研究人员称，碳晶体管会成为最快的晶体管，可以超越包括锑化铟在内的所有芯片材料。 gr %8 O-n  
{#q']YDe`  
在College Park分校的这个研究团队最近对单层石墨烯作了表征，该材料由单原子层的纯碳片层构成。他们发现，与大部分半导体材料不同，石墨烯的相不随温度而改变。通常来说，电子的速度——也叫电子迁移率——是与温度成比例变化的（由于低温下晶格振动，也称为声子，对电子的散射更少，因此温度越低电子流动越好）。 4GJ1
P2  
r})2-3ZA9  
基于这样的特性，研究人员认为，如果为芯片选择了合适的衬底材料，纯石墨烯晶体管就可以在室温条件下获得最高的速度。 T!$7:% D  
y7SOz'd  
“我们在50开氏度（零下370华氏度）和500开氏度（450华氏度）之间测量了单层石墨烯的电子迁移率，发现无论温度怎么变化，（电子迁移率）大概都是15,000 cm2/Vs，这太不寻常了，”马里兰大学“纳米物理和先进材料中心”及“马里兰纳米中心”的团队负责人Michael Fuhrer这样介绍。 '^'4C'J  
kTQ:k }%B  
在硅材料中，电子的迁移率大概是1,400 cm2/Vs，此外，目前已知的最高电子迁移率是在锑化铟材料中实现的，可达77,000 cm2/Vs。于此不同，马里兰大学的研究人员测量出石墨烯的晶格振动最为微弱，而像杂质和衬底选择这样的二级效应对迁移率的影响会比声子更大。 )/k0*:OMyO  
{9TWPB/>  
“考虑到石墨烯中声子对电子的散射非常微弱，我们倾向于相信速度极限是由杂质造成的。如果可以去除这些杂质，我们相信在室温下可以实现高达200,000 cm2/Vs的电子迁移率——这比现在的硅材料要快100倍，”Fuhrer这样说。 M9Gs^  
@k~?h=o\b  
作为对比，在碳纳米管中测得的电子迁移率为100,000 cm2/Vs，该值是单层石墨烯的一半。为了实现最高的迁移率，需要采用单层石墨烯来制造纯碳晶体管，研究人员认为他们需要不同于普通氧化硅的衬底材料，但目前他们仍在使用氧化硅来进行测试。候选的材料包括碳化硅和金刚石。 1?)iCe  
XfA3Ez,}  
当然其他方案还包括完全去除衬底，在石墨烯晶体管沟道下面形成空气间隙。 .d`+#1Ot(  
~^/zCPy[w  
由于“石墨烯本身的晶格振动非常微弱，那些研究较少的二级效应将会变得显著，”Fuhrer说：“衬底上的声子，也就是氧化硅的晶格振动，显然散射了石墨烯中的电子，我们认为这种效应使得电子迁移率无法高于40,000 cm2/Vs。” f uojf+i  
$,08y   
.. >Bp%~8f  
*nNzhcuR  

未注册仅能浏览部分内容，查看全部内容及附件请先 登录 或 注册

;0E"4(S.q1  
美国IBM于2008年3月6日（美国时间）宣布，通过重叠2层相当于石墨单原子层的“石墨烯（Graphene）”，试制成功了新型晶体管，同时发现可大幅降低纳米元件特有的1/f噪声（英文发布资料）。 qh$D;t1=  
=khjD[muC  
石墨烯作为形成纳米级晶体管和电路的“Post-Si材料”，正在全球进行研究开发。普通的纳米元件随着尺寸的减小，被称作1/f的难以控制的噪音越来越明显，存在信噪比恶化的问题。这种现象就是众所周知的“波格定律（Hooge's law）”，即使采用石墨烯、碳纳米管以及硅材料也会产生该现象。因此，如何减小1/f噪声成为实现纳米元件的关键问题之一。 VR?
7{3  
<6<uO\B\  
IBM此次利用单层石墨烯试制晶体管，并确认该元件符合波格定律。另一方面，通过重叠2层石墨烯，试制成功了相同的晶体管，不过与预计的相反，发现能够大幅控制噪音。通过在2层石墨烯之间生成的强电子结合，从而控制噪音。虽然要解释此次的现象还需要进一步的研究，但此次的发现证明2层石墨烯有望应用于各种各样的领域。此次的成果已在学会杂志“Nano Letters”上做了报道。

真的假的啊 W\eB   
碳也可以？

应该是真的，想想碳可以形成世界上最硬的金刚石，还有纳米电子学中正在普遍研究中的碳纳米管，好像什么事都是可能的哈。

碳真是一种神奇的元素！

这个牛B````````````````