石墨烯双分子层起半导体作用

单原子厚度的碳基材料的强度和导电效率使其成为更快、更高效的新型微芯片的诱人竞争者，但以目前的形式，石墨烯不适用于晶体管，而晶体管是所有现代电子产品的基础。

为了使晶体管在技术上可行，它必须能够“关闭”，以便在待机状态下只有小电流流过它的栅极。石墨烯没有带隙，所以不能关闭。

在最新的研究中，由丹麦奥胡斯大学的菲利普·霍夫曼教授领导的研究小组使用了一种新材料——双层石墨烯，将两层石墨烯一层叠放在另一层之上，留下一个小的带隙，以促进两层之间的能量转移。

研究人员利用位于牛津郡卢瑟福·阿普尔顿实验室的科学技术设施委员会中央激光设施中的阿尔忒米斯激光器，向样品发射超短泵浦激光脉冲，将电子推入传导带。

然后，第二个短的极紫外波长脉冲从样品中喷射出电子，收集并分析这些电子，以提供电子能量和运动的快照。

研究小组成员、STFC的Cephise Cacho博士说:“我们进行了一系列测量，改变了红外激光泵和极紫外探测器之间的时间延迟，并将它们排列成一部电影。”“为了观察快速移动的电子的行为，电影的每一帧都必须间隔十亿分之一秒。”

双层石墨烯中可能存在缺陷，因为这些层有时会不对齐，但研究人员使用的石墨烯样品没有显示出这种缺陷的迹象。

霍夫曼教授说:“我们通过这项研究表明，我们的样品表现得像半导体一样，不会因缺陷而短路。”

研究小组表示，这一结果表明，应该进行进一步的技术努力，以尽量减少石墨烯样品中的缺陷，这可能会使双层石墨烯的开关性能得到足够的提升，以挑战硅基器件。

石墨烯晶体管可以制造比硅更小、更快的电子芯片。最终，越来越多的晶体管可以被放置在单个微芯片上，从而生产出用于电子设备的更快、更强大的处理器。