石墨烯电路：突破GHz的限制

美国和意大利的研究人员制造出了第一个在吉赫兹(GHz)频率下运行的石墨烯数字集成电路。研究小组称，这种环形振荡器是实现全石墨烯微波电路道路上重要的一步。 

石墨烯是二维平面结构，其厚度仅为一层原子厚。同其他的二维材料如碳纳米管，辉钼矿等一样，石墨烯在未来的电子产品中有着很大的潜力，因为原则上讲二维材料可制成小于10纳米厚的电子设备。而在10个纳米长的尺度下，传统的由硅制成的设备会因为太小而不能正常运作，因此石墨烯和其他相似的材料为制作更小的电子设备提供了一种可能。

开发由二维材料制成的设备所面临的主要挑战在于速度。现代的硅处理器如手机中的通讯芯片在微波（吉赫兹）频率下运行。故而，任何实用的二维设备至少也应能在此频率下运行。但迄今为止，最快的二维设备-碳纳米管环形振荡器-仅能以50 MHz的低频运行。

现在，由Roman Sordan领导的来自米兰理工大学 (Politecnico di Milano) 和伊利诺伊大学Eric Pop 学院(Eric Pop of the University of Illinois) 的小组称他们制作出了第一个集成石墨烯振荡器，并可在1.28 GHz下运行。和传统的硅CMOS装置及早期的二维材料装置相比，这种振荡器对电源电压的波动更加不敏感。

远不止这些。研究小组已经由环形振荡器构建出了独立的石墨烯频率混合器，而早先的石墨烯混合器是非独立的，因为它们需要外部的振荡器来运行。

Sordan表示，"我们相信我们的工作已经极大地提升了在低维纳米材料转向实用、高速数字和模拟应用方面的研究，并希望有力推进未来在这方面的研究。"

该研究成果已发表在 ACS Nano上。

作者：Belle Dumé, nanotechweb.org 的总编辑。

原文链接：http://physicsworld.com/cws/article/news/2013/jun/17/graphene-circuit-breaks-the-gigahertz-barrier

译文参考：译言网