IT之家 1 月 4 日消息，據(jù)第一財經(jīng)報道，近日有研究團(tuán)隊創(chuàng)造了世界上第一個由石墨烯制成的功能半導(dǎo)體，相關(guān)論文發(fā)表在權(quán)威期刊 Nature 雜志上。該論文名為“Ultrahigh-mobility semiconducting epitaxial graphene on silicon carbide”（《碳化硅上的超高遷移率半導(dǎo)體外延石墨烯》），論文的共同第一作者趙健、紀(jì)佩璇、李雅奇、李睿四人以及其余多位署名作者主要來自中國天津大學(xué)研究團(tuán)隊，同時也有美國佐治亞理工學(xué)院的研究人員。
團(tuán)隊指導(dǎo)教師天津大學(xué)講席教授，天津納米顆粒與納米系統(tǒng)國際研究中心執(zhí)行主任馬雷指出，該研究以天津大學(xué)團(tuán)隊為主導(dǎo)，并非網(wǎng)傳由外國高校主導(dǎo)。該研究成果發(fā)現(xiàn)于 2021 年下半年，上述論文成文于 2022 年。研究由文章的署名作者之一 Walt A. de Heer 提點研究方向，馬雷帶領(lǐng)的中國研究團(tuán)隊承擔(dān)了主要的研究和攻關(guān)工作。
IT之家注意到，這一發(fā)現(xiàn)恰逢其時，現(xiàn)今的電子器件大多由硅制成，然而隨著計算速度的不斷提升和器件尺寸的不斷縮小，硅正接近其極限。由石墨烯制成的半導(dǎo)體，與傳統(tǒng)的硅半導(dǎo)體相比，具有諸多優(yōu)勢，兼容現(xiàn)有微電子加工工藝，是可替代硅的理想材料。
團(tuán)隊在使用特殊熔爐將石墨烯生長在碳化硅晶片上時取得了突破。他們制備了外延石墨烯，這是一種生長在碳化硅晶體表面的單層石墨烯。研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)外延石墨烯制備得當(dāng)時，它會與碳化硅發(fā)生化學(xué)鍵合，并開始形成由石墨烯制成的半導(dǎo)體。
該團(tuán)隊的測量表明，他們的石墨烯半導(dǎo)體的遷移率是硅的十倍。這意味著電子以非常低的電阻移動，在電子領(lǐng)域，這代表著更快的計算速度。
不過馬雷表示，該項研究距離工業(yè)化落地還尚遠(yuǎn)。馬雷指出，“我估計還要 10 到 15 年，才能真正能看到石墨烯半導(dǎo)體完全落地。”當(dāng)前馬雷和他的團(tuán)隊正在努力嘗試讓石墨烯半導(dǎo)體材料長在更大尺寸的碳化硅襯底上。
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