摩尔定律是一个描述技能进步速率的理论,声称集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每两年便会增加一倍。虽然几十年来一贯如此,但近年来,随着我们达到硅的物理极限,其发展速率开始放缓。
碳资源丰富,价格便宜,而且有多种形式,是保持摩尔定律的主要竞争者,特殊是如果能实现全碳电路的话。石墨、金刚石和碳纳米管都是碳的形式,已被证明在各种电子元件中有用。但大概最有希望的是石墨烯。而且纵然是这种东西也可以有不同的形状--作为片材、眇小的量子点或长长的薄 \"大众纳米带\公众。
加州大学伯克利分校的团队现在取得打破的便是末了一种形状。石墨烯纳米带常日是半导体,但该团队已经成功地将它们变成了金属,这使得它们具有导电性,能够像电线一样在电路中携带电子。

“我们认为,金属线真的是一个打破,”该研究的作者Felix Fischer说。“这是我们第一次可以在不须要外部掺杂的情形下,故意识地用碳基材料创造出一种超窄的金属导体--一种良好的、内在的导体。”
为了创造这些金属纳米带,研究小组利用加热将纳米带的短段拼接在一起,以创建一条数十纳米长,仅1.6纳米宽的导电金属线。完成后,研究职员创造,纳米带具有金属的电子特性,每一段只贡献一个导电电子,然后可以沿着带子自由流动。而末了,该团队对构造进行了一个眇小的改变,以进一步提升其性能。
“利用化学事理,我们创造了一个眇小的变革,每100个原子中仅有一个化学键的变革,但却将纳米带的金属性提高了20倍,从实用的角度来看,这对使其成为一种精良的金属是很主要的。”该研究的作者Michael Crommie说。
虽然碳纳米管是精良的导体,并在电子领域展现了前景,但该团队表示,它们更难大规模制造。纳米碳带更随意马虎批量制造,使全碳电子产品更加可行。
“纳米碳带让我们能够利用自下而上的制造办法,以化学办法得到广泛的构造,这在纳米管中还不可能实现,”Crommie说。“这使得我们基本上可以将电子缝合在一起,以创建金属纳米带,这因此前没有做过的事情。这是石墨烯纳米带技能领域的重大寻衅之一,也是我们对它如此愉快的缘故原由。”
该研究揭橥在《科学》杂志上。