石墨烯“纳米折纸”可以超越摩尔定律

奇妙的材料石墨烯经常被吹捧为绕过摩尔定律的潜在途径，但事实证明，利用其有前途的性能非常棘手。现在，研究人员表明，他们可以使用被称为“纳米折纸”的工艺来制造比普通芯片小100倍的石墨烯芯片。

几十年来，我们使电子组件小型化的能力呈指数级提高，并且芯片的性能也随之提高。但是，近年来，我们已经开始接近我们如此依赖的硅技术的物理极限，并且进度正在放缓。

能够以更快的速度制造芯片的能力巩固了我们在过去半个世纪中取得的飞速技术进步，因此可以理解，人们渴望保持这一趋势。结果，大量新技术都在争夺摩尔定律的终结，但到目前为止，还没有任何一个明显领先。

石墨烯是最有前途的候选材料之一，石墨是一种以单原子厚的薄片形式出现的碳，其强度极高，并具有一系列出色的电子性能。尽管具有潜力，但是用石墨烯和类似的2D材料制造电子产品的努力进展缓慢。

原因之一是，用于创建这些难以置信的薄层的过程不可避免地会引入缺陷，这些缺陷会改变材料的性能。通常，这些缺陷被认为是有问题的，因为以这种方式制成的任何组件都可能无法达到预期的性能。

但是，在ACS Nano杂志上发表的一篇论文中，英国萨塞克斯大学的研究人员决定确切研究这些缺陷如何影响石墨烯和另一种2D材料二硫化钼的性能，以及如何利用这些缺陷设计超高纯度石墨烯。小芯片。

基于他们的发现，该团队现在表明他们可以指导这些缺陷来制造微小的电子组件。通过对石墨烯进行褶皱处理，他们无需添加任何其他材料就可以使其表现得像晶体管。

“我们正在机械地在石墨烯层中制造扭结。这项研究有点像纳米折纸，”负责这项研究的艾伦·道尔顿（Alan Dalton）在新闻稿中说。

“使用这些纳米材料将使我们的计算机芯片更小，更快。这是绝对关键的，因为计算机制造商现在正处于使用传统半导体技术所能做的极限。”

这项工作属于新兴的研究领域，即“应变电子学”，它揭示了令人惊奇的方式，纳米材料中的机械应变可以极大地改变其电子，磁性甚至光学特性。

现在，研究人员已经阐明了不同类型的缺陷（如皱纹，圆顶和孔洞）如何影响这些2D材料的性能，他们正在研究精确地对其进行图案化以创建更复杂的芯片的方法。

据《新科学家》杂志报道，他们已经掌握了使用图案模具制作成行的皱纹的方法，并通过向水分子发射激光以使其膨胀来产生圆顶，他们希望在五年内拥有功能性的原型芯片。

他们说，这种方法使他们能够制造比传统微芯片小约100倍的工艺，这可能比当今的设备快数千倍，并且所需的能源和资源要少得多。

发挥这种方法的潜力还有很长的路要走，但它代表着一个有希望的新领域，可以使我们创造的技术领先者全力以赴。