基于碳納米管點(diǎn)電極的柱狀納米晶體管結(jié)構(gòu)示意圖。
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，丹麥哥本哈根大學(xué)化學(xué)納米科學(xué)中心和中國(guó)中科院的科學(xué)家攜手，用僅僅一個(gè)分子單層制造出一款晶體管，同時(shí)，他們創(chuàng)造性地應(yīng)用石墨烯的獨(dú)特性能，用該分子晶體管制造出了一塊石墨烯計(jì)算機(jī)芯片。這一發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志上的最新研究將有助于科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)出體形更小、運(yùn)行速度更快且更環(huán)保的電子設(shè)備。
該研究的領(lǐng)導(dǎo)者、哥本哈根大學(xué)化學(xué)教授卡斯帕?諾亞德說(shuō)：“石墨烯擁有許多讓其他材料望塵莫及的獨(dú)特屬性，這也是科學(xué)家們首次證明，可以將一個(gè)功能性的元件集成在一塊石墨烯芯片上。新研制的石墨烯芯片的首個(gè)好處是讓測(cè)試分子電子元件變得簡(jiǎn)單易行，這也是科學(xué)家們朝著制造出分子集成電路邁出的第一步?！?/p>
該石墨烯芯片是由一層金、一層分子晶體管以及一層超薄石墨烯構(gòu)成的“三明治”。其中的分子晶體管被打開(kāi)，同時(shí)使用了一個(gè)光脈沖，發(fā)揮了石墨烯“完全透亮”的獨(dú)特屬性。
科學(xué)家們一直試圖研制由單分子制成的晶體管、電線和其他電子元件。與傳統(tǒng)元件不同，它們有望摒棄重金屬和稀土元素，這會(huì)使它們的“身價(jià)”大幅縮水;同時(shí)也對(duì)環(huán)境、水和動(dòng)物更加友好。但迄今為止，科學(xué)家們一直很難測(cè)試這些功能性分子元件的表現(xiàn)。
以前，為了測(cè)試這些微型元件的性能，科學(xué)家們必須不斷地在兩條帶電電線之間，傾倒一個(gè)裝滿分子的燒杯，希望至少某個(gè)分子落在電線上，從而斷開(kāi)電路。諾亞德表示：“這一做法無(wú)異于買彩票，成功率微乎其微?！钡F(xiàn)在，使用新的石墨烯芯片，科學(xué)家們能非常精確地放置分子，這就使他們能更快更方便測(cè)試分子電線以及二極管的功能。
諾亞德說(shuō)：“這種設(shè)計(jì)思路可以針對(duì)不同類型的分子元件。這種石墨烯‘腳手架’同真正的芯片非常接近，科學(xué)家們可以更輕松地對(duì)分子元件進(jìn)行測(cè)試，并使用分子元件制造出真正的石墨烯芯片?！?
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