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神奇之碳 石墨烯续写传奇

  碳科学一直是科学界研究的重点。石墨烯更是早已成为物理学界研究的前沿课题。自从2010年诺贝尔物理学奖引发了石墨烯疯狂,科技行业对石墨烯的研究与关注就从未停止。

  日前,北京大学、美国弗吉尼亚联邦大学和中科院上海技术物理研究所的科学家组成国际科研团队,通过理论计算,推算出一种能够在常温常压下保持金属形态的三维碳,并于美国《国家科学院院刊》在线发表了相关论文。该项研究或将揭开“是否存在于常温常压下保持金属形态的碳”之谜。那么,作为一直被热炒的对象、号称神奇之碳的石墨烯,它的研究又取得了哪些进展呢?今天,OFweek电子工程网小编就带大家来看看。

  石墨烯无缝集成电路架构 噪声容限更高、静态功耗更低

  美国科学家研制出了一种新的集成电路架构并做出了模型。在这一架构内,晶体管和互连设备无缝地结合在一块石墨烯薄片上。发表在《应用物理快报》杂志上的这项最新研究将有助于科学家们制造出能效超高的柔性透明电子设备。

  目前,用来制造晶体管和互联设备的都是大块材料,因此很难让集成电路变得更小,而且大块材料也容易导致晶体管和互联设备之间的“接触电阻”变大,而这两方面都会降低晶体管和互联设备的性能并增加能耗。基于石墨烯的晶体管和互连设备极具前景,有望解决这些基本问题。

  该研究的领导者、加州大学圣巴巴拉分校(UCSB)电子和计算机工程系教授、纳米电子设备研究实验室主任高斯塔夫˙巴纳吉表示:“石墨烯除了是目前最纤薄的材料之外,其还具有一个可调谐的带隙。狭窄的石墨烯带能被用来制造半导体;而宽的石墨烯带是金属。不同的石墨烯带可以制成不同的设备,制成的设备可以无缝地结合在一起,这样也可以降低接触电阻。”

  在实验中,巴纳吉研究团队使用非平衡格林函数(NEGF)来对包含有如此多异质结构的复杂电路架构的性能进行评估,并研究出了一种方法,设计出了这种“全石墨烯”的逻辑电路。该研究的合作者康家豪(音译)表示:“对电子通过由不同类型的石墨烯纳米带制造的设备和互连设备的情况以及跨过其接口的情况进行精确的评估是我们的电路设计成功并达到最优化的关键。”

  石墨烯研究领域的大咖、哥伦比亚大学的物理学教授菲利普˙吉姆表示:“这项研究通过使用一种全石墨烯的设备——互联架构,为传统集成电路会遇到的接触电阻问题提供了一种解决办法,这将显着简化基于石墨烯的纳米电子设备的集成电路构建过程。”

  结果表明,与目前的集成电路技术相比,新的全石墨烯电路的噪声容限更高,且耗费的静态功耗低很多。另外,巴纳吉表示,随着石墨烯研究领域不断取得进展,这种全石墨烯电路有望在不久的将来成为现实。

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