科技前沿看點:類似石墨烯的材料為更快的芯片鋪平了道路

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麻省理工學院的研究人員已經用石墨烯狀的二維二硫化鉬(MoS2)制造出了復雜的電子元件。

石墨烯是一種二維的碳原子晶格,本質上是一種常見材料石墨的單層結構。自從2004年它被發現后,科學家們開始尋找其他可能具有類似有用性質的二維材料,新一輪的淘金熱由此開始。

盡管石墨烯在一系列應用中前景廣闊,但由于它沒有帶隙,研究人員一直難以將其用于電子產品——射頻應用除外。這意味著它的開關比對于邏輯晶體管來說還不夠高。另一方面,二硫化鉬則沒有這樣的問題。

MoS2已經在工業上使用了很多年,但是它的二維形式在大約一年前才被描述出來。

麻省理工學院電子工程與計算機科學副教授托馬斯·帕拉西奧斯(Tomas Palacios)與研究生王涵(Han Wang)和余莉莉(Lili Yu)在《納米快報》(Nano Letters)上發表了一篇論文,描述了他們的工作。

帕拉西奧斯教授在麻省理工學院的聲明中表示,石墨烯和MoS2等新材料只是二維材料新領域的開始。“這是過去二三十年來電子業最激動人心的時刻,”他說。“它為電子材料和設備的一個全新領域打開了大門。”

根據這份聲明,王和帕拉西奧斯能夠在這種材料上制造出各種基本的電子設備:一個逆變器,可以將輸入電壓轉換到相反的方向;一個與非門,一個基本的邏輯元件,可以組合進行幾乎任何邏輯操作;一種存儲設備,所有計算設備的關鍵部件之一;還有一個更復雜的電路,叫做環形振蕩器,由12個相互連接的晶體管組成,可以產生精確調諧的波輸出。

其中一個潛在的應用是電視和電腦顯示器的平面屏幕,但Palacios看到了一系列全新應用的潛力,比如發光的光墻,或手機天線,它們被整合到手機的材料中,甚至被編織到織物中。

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