卡耐基梅隆大學( Carnegie Mellon University)電子與計算機工程學教授伊萊亞斯?托維指出,用石墨烯生產晶體管的另一個障礙是,石墨烯不具備所謂的“帶隙”。這是一種非常重要的性能,它使晶體管能夠“開”和“關”,而且在“關”的狀態下不會泄漏電荷。
珍妮?劉也說:“帶隙工藝一直是阻礙用石墨烯研制晶體管和電腦芯片的最大挑戰。”
帕特森稱:要克服帶隙問題,就要求對這種材料的控制必須達到原子層面,而“這可以說是在推動現有技術的邊緣。10年內,我們將看到這些問題逐步得到解決。”
很大程度上只是時間問題
托維指出,如果石墨烯要想成為硅的補充產品,它的成功將取決于成本和性能。
“硅的基礎生產工藝是建立在幾十億美元的投資基礎上的,因此很難被完全取代。石墨烯要想取代硅,不僅要具備卓越的性能,還要具備極低的價格,才能促使整個行業改變方向。”
硅用于生產晶體管的歷史可以追溯到上世紀50年代,相比之下,石墨烯只有10年的歷史,但是石墨烯已經取得了顯著的進步。比如8年前,最大的石墨烯薄膜還是在實驗室中用手工做出來的,寬度還比不上人類的一根頭發絲。而誠如珍妮?劉所言:“現在,新型的卷對卷印刷工藝使100米長的石墨烯薄膜已經成為現實。”
珍妮?劉補充說:“隨著行業對石墨烯技術的興趣、投資和研究力度日益加大,我認為石墨烯行業形成規模經濟,生產出真正低成本、量產級的高質量石墨烯只是一個時間問題。”
曼徹斯特大學的維加亞拉哈萬說:“石墨烯的其它障礙可以用時間和努力來克服。我們每天都在學習新東西,目前我們還有很多不懂的東西,而且還有很多研究要做。”比如研究人員現在才剛剛開始研究石墨烯對環境的污染后果以及對人體健康的影響。
但是,石墨烯或許足以顛覆市值達2萬億美元的電子行業,這個前景仍然不容忽視。
比如帕特森就暢想道:“我們不妨想象一下,一枚只有普通郵票十分之一大小的芯片,醫生卻可以用它來檢測各種東西。到時候,大家不用每次都抽三管血來檢查兩個指標,然后第二天再來取結果。而是只需要一滴血,就可以檢測幾百種指標,然后馬上獲得結果。石墨烯可以讓這種想法成為現實。”

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