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砷化鎵（GaAs）量子阱，將電子和空穴限制在垂直方向。該固態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，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，在調節電子態及電子器件擴展性及集成度方面具有成熟的優勢，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。 （工業和信息化部電子第一研究所 張慧）
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