卡耐基梅隆大学( Carnegie Mellon University)电子与计算机工程学教授伊莱亚斯•托维指出,用石墨烯生产晶体管的另一个障碍是,石墨烯不具备所谓的“带隙”。这是一种非常重要的性能,它使晶体管能够“开”和“关”,而且在“关”的状态下不会泄漏电荷。
珍妮•刘也说:“带隙工艺一直是阻碍用石墨烯研制晶体管和电脑芯片的最大挑战。”
帕特森称:要克服带隙问题,就要求对这种材料的控制必须达到原子层面,而“这可以说是在推动现有技术的边缘。10年内,我们将看到这些问题逐步得到解决。”
很大程度上只是时间问题
托维指出,如果石墨烯要想成为硅的补充产品,它的成功将取决于成本和性能。
“硅的基础生产工艺是建立在几十亿美元的投资基础上的,因此很难被完全取代。石墨烯要想取代硅,不仅要具备卓越的性能,还要具备极低的价格,才能促使整个行业改变方向。”
硅用于生产晶体管的历史可以追溯到上世纪50年代,相比之下,石墨烯只有10年的历史,但是石墨烯已经取得了显著的进步。比如8年前,最大的石墨烯薄膜还是在实验室中用手工做出来的,宽度还比不上人类的一根头发丝。而诚如珍妮•刘所言:“现在,新型的卷对卷印刷工艺使100米长的石墨烯薄膜已经成为现实。”
珍妮•刘补充说:“随着行业对石墨烯技术的兴趣、投资和研究力度日益加大,我认为石墨烯行业形成规模经济,生产出真正低成本、量产级的高质量石墨烯只是一个时间问题。”
曼彻斯特大学的维加亚拉哈万说:“石墨烯的其它障碍可以用时间和努力来克服。我们每天都在学习新东西,目前我们还有很多不懂的东西,而且还有很多研究要做。”比如研究人员现在才刚刚开始研究石墨烯对环境的污染后果以及对人体健康的影响。
但是,石墨烯或许足以颠覆市值达2万亿美元的电子行业,这个前景仍然不容忽视。
比如帕特森就畅想道:“我们不妨想象一下,一枚只有普通邮票十分之一大小的芯片,医生却可以用它来检测各种东西。到时候,大家不用每次都抽三管血来检查两个指标,然后第二天再来取结果。而是只需要一滴血,就可以检测几百种指标,然后马上获得结果。石墨烯可以让这种想法成为现实。”

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