基于石墨烯的纳米电子平台问世，可与传统的微电子制造兼容

伴随着芯片制造业的工艺小型化逐渐接近尾声，迫切需要在纳米电子领域寻找硅的替代材料最近十年我们最期待的石墨烯已经有了应用，但短时间内大概还是无法到达市场

佐治亚理工学院的专家之一沃尔特·德克希尔率先开发了一种基于石墨烯—单片碳原子的新型纳米电子平台，与传统微电子制造兼容，为人类从硅材料转向新材料铺平了道路。

本站了解到，相关研究成果已经发表在《自然通讯》杂志上。DOI: 10.1038/s41467—022—34369—4

该团队还发现了一种可能的准粒子他们的发现将有助于人类制造更小，更快，更高效和可持续的计算机芯片，并对量子和高性能计算产生潜在影响

官方称，这项技术有助于制造更小，更快，更高效和更可持续的计算机芯片，并对量子和高性能计算具有潜在影响。

石墨烯的优势在于其扁平的二维结构，这种结构通过已知最强的化学键连接在一起，德赫尔说从一开始，很明显石墨烯比硅更小型化，可以制造更小的设备，这些设备可以以更高的速度运行，产生的热量也少得多这意味着，原则上，石墨烯芯片可以封装比硅芯片更多的组件

2001年，德赫尔提出了另一种基于外延石墨烯的电子形式他发现在碳化硅晶体的顶部自发形成了一层石墨烯，碳化硅晶体是一种用于高功率电子设备的半导体

当时，研究人员发现电流可以沿着外延石墨烯的边缘无阻力流动，石墨烯器件可以在没有金属线的情况下无缝连接这种结合可以产生一种电子形式，这种电子形式依赖于石墨烯电子独特的类光特性

德赫尔说，在低温下已经在碳纳米管中观察到量子干涉，我们希望在外延石墨烯带和网络中看到类似的效应石墨烯的这一重要特性是硅无法实现的

为了创建一个新的纳米电子平台，研究人员在碳化硅晶体衬底上构建了一种改进形式的外延石墨烯他们与中国天津大学国际纳米粒子和纳米系统中心的研究人员合作，用电子级碳化硅晶体生产出独特的碳化硅芯片

研究人员使用电子束光刻技术雕刻石墨烯纳米结构，并将其边缘焊接到碳化硅芯片上最后，为了测量他们石墨烯平台的电子特性，团队还使用了低温设备，这使得他们能够记录从近零温度到室温的特性

他们发现，在石墨烯边缘状态观察到的电荷类似于光纤中的光子，可以传播到很远的距离而不会散射他们发现电荷在散射前沿边缘移动了数万纳米，而现有技术中的石墨烯电子只能移动约10纳米

与研究人员的预期相反，这种边缘电流不是由电子或空穴产生的，而是由一种独特的准粒子产生的奇怪的是，这种准粒子既没有电荷，也没有能量，但运动时却没有阻力此外，他们还观察到混合准粒子的成分在石墨烯边缘的对面移动

这种独特的性质表明，他们发现的准粒子可能就是物理学家寻找了几十年的那种准粒子，也就是意大利理论物理学家埃托雷·马约拉纳在1937年预言的马约拉纳费米子。

使用这种新的准粒子在无缝互联的石墨烯网络中开发电子产品正在改变游戏规则，德赫尔说。

但是也不要太高兴任何事情都不可能一蹴而就根据德赫尔的说法，我们可能还需要5到10年才能看到基于石墨烯的第一批电子产品但由于这种新的石墨烯平台，这种技术比以往任何时候都更接近成熟