中國(guó)粉體網(wǎng)訊    科學(xué)家將石墨烯和氮化硼納米管結(jié)合，制成全新的混合數(shù)字開(kāi)關(guān),，可作為電子產(chǎn)品中控制電流的基本元件,。未來(lái)有望借此制成不含硅半導(dǎo)體的晶體管，讓計(jì)算機(jī),、手機(jī),、醫(yī)學(xué)設(shè)備和其他電子產(chǎn)品的速度更快、體積更小,。



氮化硼納米管和石墨烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)是制備新型數(shù)字開(kāi)關(guān)的關(guān)鍵,。

    石墨烯可“變身”為各種獨(dú)特的材料,，氮化硼納米管也可被加工成各種生物和物理材料，但這兩種材料卻沒(méi)有在電子界取得一席之地：石墨烯導(dǎo)體中電子釋放太快,，無(wú)法控制電流,；氮化硼納米管單獨(dú)存在時(shí)甚至是不能導(dǎo)電的絕緣體。

    據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道,，美國(guó)密歇根理工大學(xué)物理學(xué)家葉玉金（音譯）領(lǐng)導(dǎo)他的團(tuán)隊(duì)將上述兩種材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)放大,，找到其不匹配性，最終成功開(kāi)發(fā)出全新的混合數(shù)字開(kāi)關(guān),。他們?cè)趩畏肿訉邮�墨烯表面蝕刻出許多小針孔,，然后往針孔內(nèi)引入氮化硼納米管，融合后的混合材料看起來(lái)就像一層樹(shù)皮上長(zhǎng)著不規(guī)則的稀薄頭發(fā),。

    由于化學(xué)結(jié)構(gòu)的不匹配,，兩種材料的結(jié)合點(diǎn)處會(huì)出現(xiàn)能隙的不匹配：石墨烯薄層導(dǎo)電快，而納米管內(nèi)的原子結(jié)構(gòu)會(huì)阻止電子流動(dòng),，混合材料因此具有了能隙差（勢(shì)壘）,。這些能隙差成為調(diào)控并阻止電子流動(dòng)的關(guān)鍵。兩種材料之間的接觸點(diǎn)被稱(chēng)為“異質(zhì)結(jié)”,，這些異質(zhì)結(jié)就是數(shù)字開(kāi)關(guān),。

    研究證明，新型混合開(kāi)關(guān)具有更高的轉(zhuǎn)換系數(shù),，其開(kāi)關(guān)速度比現(xiàn)有石墨烯轉(zhuǎn)換器高幾個(gè)數(shù)量級(jí),，這將加快電子產(chǎn)品和計(jì)算機(jī)的開(kāi)發(fā)步伐。

    新型混合材料還能解決目前晶體管中硅半導(dǎo)體的兩大短板：不能更小以及大量發(fā)熱,。另外,，由于石墨烯和氮化硼納米管具有相同的原子排列即位點(diǎn)匹配，新型數(shù)字開(kāi)關(guān)還能避免電子流動(dòng)分散的問(wèn)題,。電子只有朝同一個(gè)方向流動(dòng)才能制造更大的電流,，但經(jīng)常有電子會(huì)偏離原來(lái)的方向，大大降低電流的強(qiáng)度和速度,。而新型混合開(kāi)關(guān)能控制高速前行電流中電子的方向,，讓偏離的電子回歸正軌。