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石墨烯器件生長在碳化硅襯底芯片上。佐治亞理工學院
科技北京12月22日電 （感謝張夢然）納米電子學領域得一個緊迫任務是尋找一種可替代硅得材料。美國佐治亞理工學院研究人員開發了一種新得基于石墨烯得納米電子學平臺——單片碳原子。發表在《自然·通訊》雜志上得該技術可以與傳統得微電子制造兼容，有助于制造出更小、更快、更高效和更可持續得計算機芯片，并對量子和高性能計算具有潛在影響。
研究人員稱，石墨烯得力量在于其平坦得二維結構，這種結構由已知最強得化學鍵結合在一起。相較于硅，石墨烯可微型化得程度更深、能以更高得速度運行并產生更少得熱量。原則上，單一得石墨烯芯片要比硅芯片內可封裝更多器件。
為了創建新得納米電子學平臺，研究人員在碳化硅晶體基板上創建了一種改良形式得外延石墨烯，用電子級碳化硅晶體生產了獨特得碳化硅芯片。
研究人員使用電子束光刻來雕刻石墨烯納米結構并將其邊緣焊接到碳化硅芯片上。這個過程機械地穩定和密封石墨烯得邊緣，否則它會與氧氣和其他可能干擾電荷沿邊緣運動得氣體發生反應。
最后，為了測量石墨烯平臺得電子特性，研究團隊使用了一種低溫設備，使他們能夠記錄從接近零攝氏度到室溫下得特性。
團隊在石墨烯邊緣態觀察到得電荷類似于光纖中得光子，可在不散射得情況下傳播很遠得距離。他們發現電荷在散射前沿著邊緣移動了數萬納米。而先前技術中得石墨烯電子在撞到小缺陷并向不同方向散射之前，只能行進約10納米。
在金屬中，電流由帶負電得電子攜帶。但與研究人員得預期相反，他們得測量表明邊緣電流不是由電子或空穴攜帶得，而是由一種不同尋常得準粒子攜帶得，這種準粒子既沒有電荷也沒有能量，但運動時沒有阻力。盡管是單個物體，但觀察到混合準粒子得成分在石墨烯邊緣得相對側移動。
團隊表示，其獨特得性質表明，準粒子可能是物理學家幾十年來一直希望利用得粒子——馬約拉納費米子。
【總感謝圈點】
人們擁有第壹個基于石墨烯得電子產品可能還需要5—10年得時間，但在無縫互連得石墨烯網絡中，使用文中這種新得準粒子開發電子產品指日可待。而新外延石墨烯平臺得出現，比以往任何時候都更接近于將石墨烯“加冕”為硅得繼任者。可以說，在此基礎上，下一代電子產品不但大有可為，還將改變整個“規則”。
