中國科技網訊 據英國《新科學家》雜志網站2月3日（北京時間）報道，石墨烯令人驚奇的導電性幫助英國科學家摘得2010年諾貝爾物理學獎的桂冠，但這也讓科學家用石墨烯制造晶體管變得困難重重，現在，科學家們在《科學》雜志撰文指出，一種新方法可讓石墨烯內的電子不再平滑流動，從而大大減少電子泄露，有望讓以石墨烯為基礎制造的超快計算機離我們更近。
石墨烯是從石墨材料中剝離出來的由碳原子組成的二維晶體。它只有一層碳原子的厚度，是目前世界上最薄的材料。英國曼徹斯特大學的教授安德烈·海姆和同事康斯坦丁·諾沃肖洛夫2004年在世界上最早制作出石墨烯，并因此共同摘得2010年諾貝爾物理學獎的桂冠。
與硅相比，石墨烯能讓電子更順暢地流動。科學家們也對其寄予厚望，認為其可以制造出能以前所未有的速度運行的計算機電路。諾沃肖洛夫表示：“石墨烯是一種相當有潛力的材料。”
但石墨烯內電子的平滑流動也產生了一個問題。為了執行計算，計算機需要能自由地打開和關閉其電流中電子的流動。打開和關閉以便調節電子流動的“門”被稱為晶體管。當晶體管處于“關閉”狀態時，電子會泄露出來。為此，科學家們也嘗試了很多解決辦法，包括將電子限制到單層石墨烯內，但仍然存在泄露。
現在，諾沃肖洛夫和同事找到了一種克服泄露問題的方法，那就是讓一層二硫化鉬位于兩層石墨烯之間組成三明治的形式，他們發現，這樣得到的石墨烯“三明治”晶體管能有效地減少電子泄露。科學家們表示，這一層二硫化鉬扮演著絕緣體的角色，它能阻止電子采用正常的方式從一層石墨烯流到另一層石墨烯，這就形成了“關閉”狀態。另一方面，量子力學效應使得少數電子能“隧穿”過二硫化鉬。施加電壓會讓電子的能量增強，使得能發生“隧穿”的電子越來越多，導致一個相當大的電流開始形成，這就是“開啟”狀態。通過改變電壓，研究人員能打開和關閉電流，使這一“三明治”設備“變身”為一塊晶體管。
諾沃肖洛夫表示，同以前用石墨烯制造的晶體管相比，新的石墨烯“三明治”晶體管能將電子泄漏減少十分之一。該研究團隊聲稱，通過增加絕緣體層的厚度能在未來進一步減少電子的泄漏。諾沃肖洛夫說：“這真的為我們的研究打開了一扇新窗戶。”
石墨烯是從石墨材料中剝離出來的由碳原子組成的二維晶體。它只有一層碳原子的厚度，是目前世界上最薄的材料。英國曼徹斯特大學的教授安德烈·海姆和同事康斯坦丁·諾沃肖洛夫2004年在世界上最早制作出石墨烯，并因此共同摘得2010年諾貝爾物理學獎的桂冠。
與硅相比，石墨烯能讓電子更順暢地流動。科學家們也對其寄予厚望，認為其可以制造出能以前所未有的速度運行的計算機電路。諾沃肖洛夫表示：“石墨烯是一種相當有潛力的材料。”
但石墨烯內電子的平滑流動也產生了一個問題。為了執行計算，計算機需要能自由地打開和關閉其電流中電子的流動。打開和關閉以便調節電子流動的“門”被稱為晶體管。當晶體管處于“關閉”狀態時，電子會泄露出來。為此，科學家們也嘗試了很多解決辦法，包括將電子限制到單層石墨烯內，但仍然存在泄露。
現在，諾沃肖洛夫和同事找到了一種克服泄露問題的方法，那就是讓一層二硫化鉬位于兩層石墨烯之間組成三明治的形式，他們發現，這樣得到的石墨烯“三明治”晶體管能有效地減少電子泄露。科學家們表示，這一層二硫化鉬扮演著絕緣體的角色，它能阻止電子采用正常的方式從一層石墨烯流到另一層石墨烯，這就形成了“關閉”狀態。另一方面，量子力學效應使得少數電子能“隧穿”過二硫化鉬。施加電壓會讓電子的能量增強，使得能發生“隧穿”的電子越來越多，導致一個相當大的電流開始形成，這就是“開啟”狀態。通過改變電壓，研究人員能打開和關閉電流，使這一“三明治”設備“變身”為一塊晶體管。
諾沃肖洛夫表示，同以前用石墨烯制造的晶體管相比，新的石墨烯“三明治”晶體管能將電子泄漏減少十分之一。該研究團隊聲稱，通過增加絕緣體層的厚度能在未來進一步減少電子的泄漏。諾沃肖洛夫說：“這真的為我們的研究打開了一扇新窗戶。”
