一組研究人員聯手開發了一種基於石墨烯的晶體管，其速度大大超過了大多數計算機中使用的矽晶體管。
它更小但更強大。
石墨烯又來了
的發現 石墨烯 2004 年開始了一系列研究以分離其他二維材料。 石墨烯被發現是一種神奇的材料，具有一系列獨特而卓越的特性。 其中之一是它的導熱能力是電子產品中最常用的導體銅的十倍。 在室溫下，石墨烯的導電能力也比矽高 250 倍，比任何其他已知物質都快。
這些特性促使來自西北大學、德克薩斯大學達拉斯分校 (UT Dallas)、伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校和中佛羅里達大學 (UCF) 的一組研究人員考慮開發一種基於石墨烯的晶體管。 在發表在期刊上的一項研究中 自然通信，該團隊發現基於石墨烯的晶體管實際上可以比當今計算機中使用的矽晶體管更好地工作。
首先快速解釋一下：晶體管是當今計算機電路中的關鍵，因為它們充當允許電子信號和電力通過的開關。 當放在一起時，晶體管形成邏輯門 - 微處理器的核心，用作輸入和輸出，並充當 0 或 1（所謂的二進制位）。 這些是允許微處理器解決邏輯和計算問題的原因。
“如果你想繼續推動技術進步，我們需要更快的計算機，以便能夠為氣候科學、太空探索和華爾街運行更大更好的模擬，”共同作者、UCF 助理教授 Ryan Gelfand 說 在一份新聞稿中. “要實現這一目標，我們不能再依賴矽晶體管了。”
更好的邏輯門
自 3 年以來，使用矽晶體管構建的微處理器一直停留在 4 到 2005 GHz 範圍內的處理速度。這些晶體管可以處理的信號速率和功率受到限制，主要是由於材料的電阻。 然而，研究人員團隊通過使用石墨烯而不是矽找到了克服這一限制的方法。
研究人員首先通過拉開碳納米管（一種薄的折疊石墨烯片）來構建石墨烯帶。 然後，他們在石墨烯帶上施加了一個磁場，這使他們意識到他們可以控制流過石墨烯的電流的電阻。 通過使用相鄰的納米管來增加或減少電流，磁場可以控制電流的流動。
該團隊的基於石墨烯晶體管的邏輯電路將微處理器的時鐘速度提高了一千倍，所需功率僅為矽基計算機的百分之一。 此外，這些電路也比使用矽晶體管的邏輯電路小。 Gelfand 解釋說，這可以讓更小的電子設備擁有更多的功能。 一項類似的研究也探索了石墨烯作為 量子計算機的潛在電容器.
合著者說，全碳計算系統仍然只存在於繪圖板上 德克薩斯大學達拉斯分校的約瑟夫·弗里德曼，但弗里德曼和他在 NanoSpinCompute 研究實驗室的合作者目前正在研究原型。
“與尖端微處理器相比，碳材料的卓越材料特性允許太赫茲操作，並且功率延遲產品降低了兩個數量級，” 研究人員寫道. “我們希望激發這些級聯邏輯電路的製造，以激發新一代的節能計算。”
