新型电子带领我们向更强的计算机进发

晓说

不久前由英国曼彻斯特大学与麻省理工学院的教授合作在《科学》杂志发表的论文指出超晶格石墨烯中的电子可以像帆船在外加风力下斜向运动在那样外加电场中沿可控角度移动。感觉不太明白？总之，这可算是个大新闻。

石墨烯，想必懂点材料的同学这几年早就听烂了，不过这次曼大和MIT研究人员捣鼓的石墨烯又稍微有些不同，他们把石墨烯叠放在了氮化硼上使之复合成超晶格。和具有类金属的石墨烯不同，这种超晶格石墨烯具有半导体的性质。

在正常的石墨烯中，电子（更准确地说是载流子）带有电荷，能像以光速运动的中微子一样质量接近0。虽然导电性十分出色，普通石墨烯却无法很好地控制电流的开关，而控制电流开关却正是晶体管功能的关键。超晶格石墨烯中的电子虽然也类似中微子但却有足够大的质量，以致这样的电子具有在外加电场内大角度倾斜的相对论性行为。这种行为在粒子物理学中十分独特，可以说是进一步扩展我们对宇宙运行的认识。此外，这种现象的发现也可能用来帮助提高石墨烯电子器件的性能，使之成为在电子领域和硅一样重要的材料。

这项研究认为因为超晶格石墨烯中的电子可以垂直于外电场运动，减少了能量的消散，所以由其制作的晶体管相对传统半导体晶体管耗能明显降低，使下一代低耗能计算机成为可能。

因石墨烯而成为诺贝尔奖得主的曼大的Geim教授评论说：“新发现的这种相对论性行为十分令人着迷，更难能可贵的是它通过一种现象将材料科学、粒子物理、相对论和拓扑学都联系了起来。”来自MIT的Levitov教授补充道：“我们相信非传统的信息处理方式是未来IT硬件未来发展的关键。是这个信念支持和鼓舞我们努力研究，以至于有了这些新的进展，特别是在自旋电子学方面。我们描述的这种新型晶体管让我们对基于石墨烯的信息处理系统有了新的期待。”听上去是有了新希望，那就让我们拭目以待吧！