石墨薄膜科技可能在未取代半
褚志斌 (芝加哥大博士後研究)
石墨薄膜(graphene)是由碳原子成的平面薄膜，三年前才被。它的厚度只有一原子的厚度，而且因阻低，因此是非常好的。英曼斯特大(University of Manchester, UK)的Andre Geim教授和同事造出了石墨薄膜的子晶(single electron transistor、SET)。子晶只有十奈米(10 nanomaters)。晶可以一子，因此一子入晶後，便阻其它子入，象之堵塞效(Coulomb Blockade)。因此，只要一一子移或移出晶，就可以控制晶的和。而只是移一子所需要的(gate voltage)很小，加上石墨薄膜的阻又很低，因此只要改一的，就可以生很大的流。由此可知，奈米尺度的晶不但很小，且非常敏又能快速反。先前科家曾利用的半材料，例如矽，造小敏的晶，可是矽材料的奈米晶只能存在於低的低。在常下，小尺度的矽晶迅速氧化分解而失去效用。Geim和同事成功利用石墨薄膜材料造出能存在於常的奈米晶，其想法一部分研究成回性文表在自然材料(Geim AK & Novoselov KS Nature Mater., 6:183-191, 2007)，而更的步投稿到物理通(Physical Review Letters)。
哥比大(Columbia University, New York)的Pablo Jarillo-Herrero教授也是石墨薄膜的家，他指出碳原子材的石墨薄膜在薄膜有一些不的碳支，些碳支致子散射(scatter)，而使得晶的效率降低。整碳支致何程度的子散射不清楚，不Jarillo-Herrero教授可以透化方法修改石墨薄膜的量降低散射。目前半界到了西元2020年，半材的晶可以小到20奈米，不那也是矽等半材晶的和效能的限，法再一步小。因此石墨薄膜的原子子晶具有比矽等材料的半晶更大的能和展空，科家其逐取代半材料。目前Geim在造石墨薄膜奈米晶很大一部分需要靠，因他然可以造奈米尺度的晶，但是不是每一次都小到只能容下一子。不Geim教授不心，他未成熟的微造(microfabrication)技可以定地造奈米的石墨薄膜子晶。
科家普遍地石墨薄膜的科技可以泛用於各科域。首先，小、速度高的晶使的算更快速，高速加速天文、理物理、生物等域的展。石墨薄膜也可以用充或液分子的，因其的孔洞很小且石墨薄膜材不易和多物生反。Geim教授，石墨薄膜然只有一碳原子，但其它非真正的二度空平面，否易碎。他，石墨薄膜其是微的波浪，是近於平面的立，而波浪可以石墨薄膜在常下定存在。半是台的重要命之一，因此台投入更多人力研究石墨薄膜，以便持台未在子、材料和半的先地位。
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