制造技术给予石墨烯成为未来晶体管的灵活性

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在2012年，IBM华生研究中心的3D晶体管在处理器的设计中起到了重要作用。世界各地的科研人员们正在寻找另一种物质来代替硅　--　这种物质要有极好的传导性，产生更低的噪音，并且可以在硅无法满足的极大频率环境下工作。

这种材料就是石墨烯　--　它以一个碳原子直径的厚度，排列在一个结合碳原子的蜂巢状的晶格上。相比较而言，想要大批量生产是困难的，但是这种物质具有极高的电子迁移率。

在如晶体管这样的电子组件中使用或者实现石墨烯的各种尝试的进展速度是非常让人失望的。这种物质固有的物理性质使得关闭电流非常困难，它可以用来使保持晶体管稳定工作的带隙失效。在2011年，来自南安普顿大学，由Zakaria　Moktadir博士带领的一个研究小组通过将突变弯头或者锐角（奇点）引入到双层石墨烯纳米线中解决了这个问题。这就使得该小组能够控制电流的开/关状态。小组成员们通过集中的镓离子光速将奇点刻入到石墨烯中。但是这一方法也限制了在带隙完全消失前晶体管的大小。

当来自乔治亚理工学院的研究科学家们碰到这一问题的时候，他们用窄纳米带创建了一个稳定的晶体管。由Ed　Conrad教授带领的这一小组，通过用一种更简单的模式引入奇点进而解决了带隙问题。

首先，使用电子束（电子束蚀刻）将小的、粗糙的缝隙切割成光滑的碳化硅晶片。然后晶片被放入到一个高温熔炉中。通过使用光刻法促进缝隙中数以千计的纳米带的生长。光通过一个光罩（带孔的不透明板，以使得光通过）传递几何图案到一个作用类似于胶水的光敏化学抗蚀剂上。

在生长过程中，由于材料试图恢复平整的表面，纳米缝隙边 缘变得光滑。这时候细心的监测是非常重要的，阻止晶片融化和控制纳米带的生长方向，这样它们才能形成用来刺激带隙所需要的太极。

研究者们称这一方法使得它们能用0.5电子伏在1.4纳米长的弯曲石墨烯带上创建一个带隙。通过这种方法，不仅可以创建一个石墨烯材料的全功能带隙，同时也为创建全石墨烯材料的电路提出了一种可能性。在不久的将来，他们的方法可能用到使用全碳集成电路的超快电子学上。

自1947年以来，理论上证实3D石墨具有电性能，无数科学家和科研人员已探索在电子业中使用石墨烯作为硅的替代物。但只是在最近几年才在石墨烯的各种性能上取得了快速进步。之所以能取得这些进步主要是由于来自曼彻斯特大学的安德烈·海姆　教授和康斯坦丁·诺沃肖洛夫博士的研究，他们由于在二维石墨烯材料的开创性实验获得了2010年的诺贝尔奖。他们二人能使用透明胶带从石墨中获取小的石墨烯片，试图制造一个工作中的晶体管。这一创举实质上为其他研究者开发者将这种材料运用到可伸缩电子中的方法铺平了道路。