加州大学伯克利分校的研究团队打造出了完全由碳制成的金属线,这是制造碳基电路工具箱中的最后一个工具,为进一步开展研究以建立碳基晶体管奠定了基础,加速了碳基计算机的实现。
金属线可在设备之间传递电流,如用于连接计算机芯片中晶体管的金属通道,并使晶体管内的半导体元件相互连接。研究小组正在努力实现用石墨烯纳米带制造半导体和绝缘体,石墨烯纳米带是一维窄的一维原子厚的石墨烯带,这种结构完全由碳原子组成,排列成相互连接的六角形,类似于鸡肉线。金属石墨烯纳米带具有可与2D石墨烯本身的电导率相媲美的特性。
新的碳基金属也是石墨烯纳米带,但设计时要注意全碳晶体管中半导体纳米带之间的导电电子。金属纳米带是通过将它们由较小的相同构造块组装而成的:采用自下而上的方法。每个结构单元均贡献一个电子,该电子可沿纳米带自由流动。
在这项新工作中,研究者使用类似的技术将纳米带的短段缝合在一起,以创建一条数十纳米长,仅几纳米宽的导电金属线。
纳米带是化学产生的,并使用扫描隧道显微镜在非常平坦的表面上成像。简单的加热就可以使分子发生化学反应,并以正确的方式结合在一起。组装完成后,新的纳米带的电子状态就是一种金属,如预测的那样,每个部分都贡献一个导电电子。
使用化学产生了微小的变化,即每100个原子中只有一个化学键发生了变化,但是这将纳米带的金属性提高了20倍。