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美国科学家研发出可能使计算机速度提升1000倍的石墨烯晶体管

2017-06-16 76浏览 标签: 石墨烯

2017年6月13日,美国中佛罗里达大学介绍了其现任光学与光子学院助理教授Ryan M. Gelfand于研究生期间所参与的美国西北大学研究团队的科研成果。该团队开发出一种石墨烯晶体管,可能使未来的计算机速度提升1000倍,而所需的能量仅为百分之一。该研究成果于本月初在“Nature Communications(《自然通讯》)”杂志上发表。

图 美国中佛罗里达大学助理教授Ryan M. Gelfand

作为常规计算机结构中硅的替代,科学家们对石墨烯和碳纳米管的功能研究已经有了显著的突破,并且已经提出了许多自旋电子逻辑门。此次,Gelfand曾经所在的研究团队提出了一种基于石墨烯纳米带的负磁阻自旋电子开关,并通过对带结构的紧密结合计算验证了其可行性。

研究人员发现,通过对石墨烯带施加磁场,其可以改变对流过它们的电流的电阻。在实验的器件中,磁场的控制是通过增加或减少与之相连的碳纳米管中的电流来完成的。如此,这种新的晶体管中通过的电流就可以被控制,就像控制阀门中的水流一样。

依赖于硅晶体管的计算机微处理器的计算速度已经相对停滞了多年,主要集中在3-4千兆赫范围内。而基于石墨烯晶体管逻辑电路的联级系列则可以带来极大的飞跃,将计算速度提升到接近太赫兹范围——快了一千倍。

研究人员表示,如果要继续推进技术,我们需要更快的电脑,才能为气候科学、太空探索,乃至华尔街金融提供更好的模拟,要到达那种程度,我们不能再依赖硅晶体管了。

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