由于硅芯片的物理限制,近年來有關(guān)摩爾定律即將走到盡頭的說法不斷涌現(xiàn)??商娲柚圃煜乱淮幚砥餍酒牟牧嫌胁簧?,石墨烯就是其中的一種。美國賓夕法尼亞州立大學(xué)日前宣布,他們已經(jīng)成功制成了100mm(4英寸)的純石墨烯晶圓。
石墨烯(Graphene)是石墨的一種特殊存在形式,呈二維結(jié)構(gòu),由蜂窩狀的單層碳原子組成,因此又被稱為單層石墨,已成流行詞匯的“碳納米管”實(shí)際上也可被視為是滾成桶狀的石墨烯。石墨烯擁有獨(dú)特的物理、化學(xué)和結(jié)構(gòu)特性,尤其值得關(guān)注的是,電子可在石墨烯結(jié)構(gòu)中以1/300光速的超高速度運(yùn)行,因此被視為制造下一代芯片的理想材料。使用石墨烯制造的處理器頻率有望達(dá)到1THz以上,是目前硅芯片的100到1000倍。
之前全世界最大的石墨烯晶圓為50mm,賓夕法尼亞州立大學(xué)造出的這塊100mm石墨烯晶圓為全球最大。制造中,他們使用了硅升華技術(shù),去除了碳化硅晶圓中所有的硅,僅留下碳原子組成的石墨烯結(jié)構(gòu)。
該晶圓中包含的是石墨烯組成的場效應(yīng)管元件,研究人員近期就會對其性能進(jìn)行測試。下一步,他們還計(jì)劃改進(jìn)結(jié)構(gòu),提升電子在石墨烯中的運(yùn)行速度,已接近1/300光速的理論極限。