近日，中国和美国科研人员联合研制出世界上第一个由石墨烯材料制成的功能性半导体。研究人员表示，这预示着一个电子新时代的到来，它为研制更小、更快、更高效的电子设备铺平了道路。相关论文刚刚发表在权威期刊《自然》杂志上。
半导体是电子产品的基本部件。目前，几乎所有的现代电子产品都依赖于用硅材料制成的硅基半导体，不过，随着设备向微型化方向发展，对更快处理速度的需求不断增长，硅基半导体正在接近其物理功能的极限。目前正在研究的新方向主要有量子芯片和碳基芯片。
由中国天津大学和美国佐治亚理工学院科研人员组成的研究团队，使用特殊熔炉在碳化硅晶圆上生长石墨烯取得突破，生产出外延石墨烯，这是在碳化硅晶面上生长的单层材料。
研究发现，如果制造得当，外延石墨烯会与碳化硅发生化学键合，并表现出半导体特性。
测量表明，石墨烯半导体的室温电子迁移率是硅的十倍。这意味着更快的切换速度，可能使得GPU、CPU等设备更高效地完成运算任务。
同时，研究团队使用准平衡退火方法，在宏观原子平阶上产生了一个有序的缓冲层，该层的晶格与碳化硅基底对齐。因为它具有化学、机械和热稳定性，所以可使用传统半导体制造技术进行图案化并与半金属外延石墨烯无缝连接，进而实现基本特征适用于半导体制造。
并且，这种石墨烯材料如果能实现工业级应用，成本相较于现有的半导体材料会更低。
目前这项科研成果还仅限于实验室阶段，离真正的工业化应用还有很大的距离，估计还要10到15年。但不可否认，在石墨烯材料保持较高迁移率的同时，又开出了带隙，这就是一次巨大的技术突破，极大的推动了石墨烯材料真正走向实用化的可能性。
来源：央视财经
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