經(jīng)過十年的精心研制，他們創(chuàng)造了可以與硅對抗的外延石墨烯材料。

喬治亞理工的研究者們聲稱，他們創(chuàng)造出了"世界上第一個由石墨烯制備的功能性半導(dǎo)體"。該團(tuán)隊的外延型石墨烯材料可以兼容傳統(tǒng)微電子處理方法，因此是一種切實可行的硅替代物。此外，這種精細(xì)的材料實現(xiàn)了電子應(yīng)用所需的理想帶隙，對于未來的量子計算設(shè)備也具有潛在的潛力。

科技評論家們多年以來一直在強調(diào)保持摩爾定律存活的斗爭。推動半導(dǎo)體前進(jìn)的關(guān)鍵問題之一就是硅已經(jīng)接近其極限。雖然石墨烯自2004年被發(fā)現(xiàn)以來一直被譽為奇跡材料，但至今還沒有在任何重大或廣泛采納的技術(shù)突破中起到關(guān)鍵作用。然而，喬治亞理工學(xué)院的研究者們似乎通過他們改良的以上述硅化碳鍵合的外延型石墨烯，找到了重大突破的線索。

沃爾特·德·赫爾教授，喬治亞理工學(xué)院的物理學(xué)榮譽教授，帶領(lǐng)一個設(shè)在亞特蘭大和中國天津的研究團(tuán)隊，從2000年初開始從事2D石墨烯的研究。“我們是希望將石墨烯的三種特殊性質(zhì)引入電子產(chǎn)品中，”他說。“這是一種極其強韌的材料，可以承受大電流，而且在不升溫和不瓦解的情況下可以做到這一點。”

盡管擁有了這三種屬性，但一直以來，石墨烯基電子材料卻一直缺少關(guān)鍵的半導(dǎo)體特性。“長久以來，石墨烯電子產(chǎn)品的問題在于石墨烯的能帶差距不合適，不能正確地開關(guān)，”天津大學(xué)納米顆粒和納米系統(tǒng)國際中心的共同創(chuàng)始人雷·馬博士說。“多年來，許多人試圖用各種方法解決這個問題。我們的技術(shù)實現(xiàn)了能帶差，這是實現(xiàn)石墨烯電子產(chǎn)品的關(guān)鍵一步。”馬雷也是《自然》今天發(fā)布的《在硅化碳上的超高遷移率半導(dǎo)體外延石墨烯》一文的合著者。

這個研究團(tuán)隊的突破在于，他們已經(jīng)成功的學(xué)習(xí)了如何在硅化碳晶片上生長石墨烯，制作出與硅化碳鍵合的外延石墨烯。按照喬治亞理工的博客，這個材料花了整整十年時間才調(diào)整到最佳。現(xiàn)在，測試顯示他們的石墨烯半導(dǎo)體材料比硅的電導(dǎo)率要高10倍。“換句話說，電子運動的阻力非常低，這在電子設(shè)備中轉(zhuǎn)化為更快的計算能力，”教研機(jī)構(gòu)的博客進(jìn)行解釋。

這位物理學(xué)榮譽教授用更簡單的話來描述石墨烯電子產(chǎn)品的吸引力。“這就像在碎石路和公路上開車，”德赫爾談到其精煉的石墨烯半導(dǎo)體材料的電子運動。“這更有效率，不會產(chǎn)生太多的熱量，而且能夠讓電子運動得更快。”

喬治亞理工的研究團(tuán)隊表示，他們的外延型石墨烯與硅化碳鍵合遠(yuǎn)優(yōu)于任何其他正在開發(fā)中的2D半導(dǎo)體。德赫爾教授形容半導(dǎo)體材料突破像是“萊特兄弟的時刻”，并強調(diào)了這種材料與電子的量子機(jī)械波動性的兼容性，這意味著它可能對未來量子計算的進(jìn)步具有重要作用。