随着摩尔法的速度减缓，看起来像石墨烯这样的2D材料，已经用于创造灵活的电子产品，可以取代芯片中的硅

从第一个原始桌面计算器到那个掌握超级计算机的第一个原始桌面计算器，对电子计算稳步发展的伟大的伟大价值超过70年。

制定硅恰好，将其塑造成晶体管，它可以是导体和绝缘体，这取决于您通过它的电荷 - 没有哪个数字革命和互联网的基本属性，以及从Tiktok到互联网的一切Covid疫苗是不可能的。

但是硅展示了它的年龄。在微芯片的计算能力中，可靠的双年期加倍，被称为摩尔定律，一直在放缓，并且很快就会结束。使用当前方法，它几乎不可能让元素蚀刻成硅，如晶体管，在其最小尺寸下约3纳米。 （为了使这一点透视，3纳米薄膜可以厚的15个原子厚。）因此技术产业正在寻找其他奇妙的材料，以便采取良好的旧硅的地方 - 或至少结合它，以大大增加它能力。

物理学，化学和工程出血的研究人员正在尝试以微芯片使用的异国探测物质。它们包括石墨烯，黑色磷，过渡金属二甲硅藻和氮化硼纳米片。总的来说，它们被称为2-D材料，因为它们只是平面薄片或两个厚的原子。仅仅20年前很大程度上不为人知，他们现在经常在实验室中制造，使用像搅拌器的方法，作为搅拌器，作为高温气相沉积的棘手。

本研究的一些结果可以在今天销售的设备中找到，但预计散装将在未来十年内出现，为我们的小工具带来新功能。这些将包括智能手机中的红外夜视模式等新颖功能，以及比如微芯片的深刻夜间功能，速度速度快10倍，更高效。这可以实现新的人机交互，例如适合日常眼镜的增强现实系统。

听起来像科幻小说？事实上，其中一些是。由于任何原因，这些二维材料的许多潜在应用都不会很快实现，包括任何原因，包括与现有电子设备一起使用和整合到现有电子设备的困难，或以数十亿美元 - a-制作年比例。

在他们的任务中，研究人员必须排序所有这些潜在材料。一支小型军队正在审查它们的模拟和实验室，在数十种大学，在IBM三星TSMC，GlobalFoundries和世界上的所有其他大型芯片设计或制造公司。他们正在寻找理想的特征和可制造性的正确组合 - 能够以大量可靠地生产。

所有2-D材料的爷爷是石墨烯。如果我们可以缩小自己的魔术校车风格，悬停在其表面之上，石墨烯看起来像由碳原子制成的六边形平面。石墨烯就像铅笔中的石墨一样，仅排列在平坦的晶体中。

它的存在于20世纪40年代理论化，但在一对研究人员之前，它没有适当地合成和特征，直到2004年。 （它赢得了诺贝尔奖。）

石墨烯是强大的，具有用于进行热量的人才，所以它已经发现了保持智能手机及其电池冷却的应用，并延长了运动齿轮的寿命。随着其性质更像是像金色或铜等其他导体一样，它不太可能取代硅。但它确实具有许多独特的特征，使其在与传统的硅微芯片结合时有用。

基于圣地亚哥的启动Cardea Bio已经批准了这种组合系统。其新的传感器，“生物学门控晶体管”，将生物活性分子（例如某些抗体）附着于石墨烯片，其又附着在硅上。石墨烯不仅是一个伟大的导体，它对任何可能干扰它的电导率的任何东西都会对任何触摸的任何敏感性敏感。

“关于生物学的美丽事情是它是技术 - 对它有组织的复杂性，”Cardea Bio首席执行官Michael Heltzen说。石墨烯允许将生物学的模拟世界翻译成数字世界，人工工程师和人工建造的系统可以操纵和收集数据，他增加。

Cardea Bio的系统目前正在研究人员使用的仪器中销售，但芯片可以有一天用于特定有机分子的扫描液 - 也就是说，只要关于大量或小型的有机体进入环境 - 赫尔蒂先生就是所说的。该公司宣布，作为格鲁吉亚科技研究所项目的项目的一部分，由国防高级研究项目机构提供资金，它正在创建一个可以在空气流中检测冠状病毒颗粒的传感器。建筑物内的这种装置可以在任何人呼出病毒颗粒后立即检测到SARS-COV-2。如果它有效，最终可能导致可以重新编程以检测其他病原体的系统。

德克萨斯大学教授在研究二维材料的奥斯汀教授，其他石墨烯-Silicon Complums包括超声波，超声波混电机。这是因为石墨烯可以产生光学传感器，比用硅制成的光更敏感百倍。此外，因为它可以在更广泛的电磁谱中“看到”，基于石墨烯的材料可以使可能适合智能手机的分类的微小，廉价的高分辨率的红外相机。已经在原型阶段，这项技术可以给我们的智能手机相机能够看到物体产生的热量。

此外，在这十年中，2-D材料的光线处理甚至可能导致我们的设备更加有意义地升级，博士Akinwande和他的同事预测。光线将是计算机内部和微芯片和电脑内的其他组件之间的速度和更有效的通信手段，以便在微芯片和通信网络内用光子更换电子。

Akinwande博士表示，2-D材料可能产生重大影响的另一个领域。就像高层一样堆叠微芯片一个。硅堆叠在闪存中已经很常见，移动设备芯片中的空间位于溢价中，例如Apple手表内部。

因为2-D材料只是原子或两个厚，所以它们可以是硅片微芯片的种植，或者它们可以单独生长，然后小心地放置。这有两个优势在宾夕法尼亚大学工程教授深处施加硅的堆积层，专门从事纳米技术。首先是许多可以堆叠，而不向芯片增加可观的高度。第二种是，一些二维材料，尤其是石墨烯，散热很好，工程师可以使用它们来创建芯片高上升，甚至比传统微芯片更快地运行，而不会燃烧自己。

在曼彻斯特大学，研究人员创造了一种超清洁的设施，用于彼此堆叠2-D材料。因为这些材料容易被空气损坏，所以所有这样的操纵必须在真空室中进行。

将这种尖端制造转化为在世界巨型微芯片工厂中可能发生的东西 - 所谓的“晶圆厂”由台积电，三星和全球福诺里斯等公司经营 - 是将二维材料带到真实的真实伎俩Pictrourginess Global的风险投资家Peter Barrett表示，世界上第彼得巴雷特表示，投资于下一代微芯片及其材料的公司。

您如何期望异国情调的芯片制作技术影响您使用的设备？加入下面的对话。

“硅的成功的故事是其可制造性，”巴雷特先生说。

可能，多年或数十年来自现在，一旦这些新颖的2-D材料中的一些才能衡量得足够好，并且数十亿在全球半导体行业的规模上滚动它们，其中一个或多个可能会替代硅Jariwala博士说，在我们的计算机里面的一些主要应用中。

具有所示的一个这样的2-D材料，因为与石墨烯不同，它是良好的半导体，是二硫化钼，他补充道。它已被用于创建灵活的电子产品和简单的微处理器。它难以作为潜在的硅替换的适用性：它是大家庭的一部分，如果不是数千个有前途的材料。一个挑战，如此多的这些物质，就是制造和处理它们可能很困难。

与此同时，本次现有硅芯片的新型应用先生表示，如量子计算和脑模拟“神经形态”计算，将推动工程师将硅推向其绝对的物理限制，并且在该过程中为来自的东西铺平了道路下一个。

从收缩电子和裂缝码到云计算和人工智能，我们硬件的需求越来越快，而不是当前技术可以跟上。他增加了足够的需求，加上实验室的进步，最终可以证明将二维材料带到中心阶段所需的巨额投资。

出现在3月27日，2021年3月27日，打印版作为＆＃39;可能有一天更换硅的异国情调的材料。＆＃39;