在過去的幾年中，一種新型石墨烯吸引了越來越多的關注。
這種最新的二維材料被稱為“人造石墨烯”，不是由單層石墨烯原子構成。相反，該材料是由其他材料構成，具有與石墨烯類似的蜂窩狀晶格結構，具有獨特的電子特性。
現在，哥倫比亞大學的一組研究人員與普林斯頓大學、普渡大學、意大利理工學院的研究團隊一起，首次在半導體器件中制備出石墨烯電子結構，取得了人造石墨稀的下一個進步。
該國際研究團隊制備出固態(tài)砷化鎵（GaAs）量子阱，將電子和空穴限制在垂直方向。該固態(tài)半導體器件與此前人造石墨烯僅被用于光子器件具有很大的不同。
在數字邏輯應用方面，純導體石墨烯很難與半導體競爭。石墨烯沒有帶隙結構，而該能帶結構對于形成“導通/關閉”狀態(tài)電子流至關重要，也是數字邏輯電路所必需的。
雖然現在已經可以使石墨烯具有硅一樣的帶隙結構，但其代價是消除了該材料全部引人注目的優(yōu)異電子性質。結果是石墨烯的電子特性僅能應用于光子器件和光電器件。
該項研究成果將人造石墨烯用于半導體系統(tǒng)，有望將人造石墨烯用于所有半導體技術。
這種人造石墨烯半導體采用“自上而下納米制備技術”制備而成，在調節(jié)電子態(tài)及電子器件擴展性及集成度方面具有成熟的優(yōu)勢，據Du表示。
例如，將兩種不同晶格結構的人造石墨烯集成，可以制備成pn結。Du計劃增加蜂窩狀點陣的應變，以實現無耗散的電流傳輸，這將解決在實現更小體積集成電路中的功耗問題。
Du說，雖然砷化鎵比硅更貴，但他們開發(fā)的納米制備技術也可用于硅材料。但使硅材料達到實現更小功耗所需的純度難度更大。 （工業(yè)和信息化部電子第一研究所 張慧）
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