石墨炔新碳結(jié)構(gòu) 有望顛覆硅芯片技術(shù)
在最新的一項研究中,研發(fā)出一種特殊的石墨炔轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu),這種轉(zhuǎn)化完全消除了石墨炔中所有的二配位乙炔碳,但保留了其層狀結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)化還改變了材料的能帶隙。這一發(fā)現(xiàn)可能為未來制造全碳電子芯片的技術(shù)鋪平道路,實現(xiàn)目前硅技術(shù)無法達到的性能。
本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/202503/467508.htm石墨炔是一種獨特的碳晶體結(jié)構(gòu),與鉆石和石墨截然不同。鉆石中每個碳原子有四個相鄰原子,石墨中則有三個,而石墨炔結(jié)合了二配位和三配位碳原子。
根據(jù)計算機模型顯示,石墨炔具有極為吸引人的電子、機械和光學特性。它被預測為一種半導體,具有適用于電子設(shè)備的能帶隙,超高的電荷載子遷移率遠超硅,以及與石墨烯相當?shù)臉O限強度。
石墨炔在碳電子學、能量采集與儲存、氣體分離和催化方面的應用已被提出。盡管石墨炔在三十多年前就被理論預測,但其合成一直難以實現(xiàn)。
美國凱斯西儲大學(CWRU)的羅季奧諾夫團隊在2022年開發(fā)出首個實用的石墨炔合成方法,其研究成果發(fā)表在《美國化學會雜志》上,有望開發(fā)出性能超越硅芯片的全碳電子芯片。
研究團隊已成功展示這種碳相的合成,并描述了其他可能從石墨炔轉(zhuǎn)化而來的碳相,這些轉(zhuǎn)化過程無需斷裂石墨炔的鍵結(jié)。測量和理論皆顯示,反應中的石墨炔由于反應區(qū)域和非反應區(qū)域之間的尺寸不匹配而產(chǎn)生片狀褶皺,導致片狀結(jié)構(gòu)變得不平坦。然而,當反應完成時,片狀結(jié)構(gòu)會重新恢復平坦。
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