最近的一項關于電子在超薄石墨層中的行為的研究表明，石墨薄層有望成為下一代納米電子元件材料，這種電子元件可以把電子當作波來操控，就像是光學系統中操控光波一樣。
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4月13日發表在《Science Express》雜志上的文章稱，美國佐治亞理工學院和法國國家科學研究中心（CNRS）的科學家們測量了石墨薄片中的電子輸運性質時發現，石墨薄片的性能可以與碳納米管相媲美。比碳納米管更有優勢的是，石墨薄片線路可以用現有的微電子學技術進行生產。Walt de Heer教授說：“我們發現石墨材料有很高的電子遷移率，與光線在光導中傳播很類似。”de Heer的研究小組于2001年在美國自然科學基金會和英特爾公司的資助下開始的這項研究。
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研究人員們在石墨薄片線路中觀察到了量子禁閉效應，也就是說電子可以像波一樣通過石墨，石墨材料就像波導一樣。
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碳納米管沒有有效電阻，但其結構是離散的，而且性質不穩定，利用碳納米管制作實際可用的電子元件有很大的困難。但是連續的石墨薄片線路卻可以用標準的微電子技術制造成電子元件。de Heer說：“利用窄的石墨帶子，我們得到納米管的所有電子學性質，因為這些性質只用到了石墨和電子的禁閉性質，而不需要納米結構。”
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研究人員們可以把石墨薄片相互連接起來，將其作為一個平臺，可以制作出很多電子元件。他們在高真空條件下加熱碳化硅晶片，使硅原子跑出來，剩下的就是連續的石墨薄片。研究人員們接下來在石墨表面涂上一層微電子技術中使用的光阻材料，利用電子束光刻技術，他們可以在石墨表面生成任何想要的形狀，然后再用傳統的腐蝕工藝把不需要的石墨除去。
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研究人員們在佐治亞理工學院微電子學研究中心，用電子束光刻技術可以做出尺度只有80納米的線路，而且這種石墨薄片線路有很高的電子遷移率，最高可達25000平方厘米每伏特秒。室溫下，研究人員們希望能在足夠小的結構中觀察到電子的彈道輸運。
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至今，研究人員們已經制造出一個完全由石墨組成的場效應晶體管。當對這個晶體管通入門電壓時，它的電阻發生了明顯的改變。但是，這個晶體管有嚴重的電流泄露，研究人員們希望通過比較小的調節可以消除這個缺點。另外，研究人員們還制出了一種量子干涉器件，這種環狀結構器件可以用來操縱電子波。
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影響石墨薄片線路性質的關鍵因素是石墨條的寬度，石墨條可以像碳納米管一樣禁閉電子。石墨條的寬度決定了材料的能帶隙。
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另外，研究人員們還發現電子通過石墨薄片的速度與電子能量無關，這個性質與光類似。因為電子是狄拉克粒子，所以它們可以通過相當長的距離而不受到散射。
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目前研究中遇到的挑戰主要是改進石墨成型技術，因為電子輸運性質受到石墨薄片線路中邊沿的光滑性的影響。
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de Heer說：“我們已經發現了石墨薄片材料中的一些新的、令人驚訝的性質，我們正在研究以前二維材料中所沒有的現象。”
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4月13日發表在《Science Express》雜志上的文章稱，美國佐治亞理工學院和法國國家科學研究中心（CNRS）的科學家們測量了石墨薄片中的電子輸運性質時發現，石墨薄片的性能可以與碳納米管相媲美。比碳納米管更有優勢的是，石墨薄片線路可以用現有的微電子學技術進行生產。Walt de Heer教授說：“我們發現石墨材料有很高的電子遷移率，與光線在光導中傳播很類似。”de Heer的研究小組于2001年在美國自然科學基金會和英特爾公司的資助下開始的這項研究。
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研究人員們在石墨薄片線路中觀察到了量子禁閉效應，也就是說電子可以像波一樣通過石墨，石墨材料就像波導一樣。
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碳納米管沒有有效電阻，但其結構是離散的，而且性質不穩定，利用碳納米管制作實際可用的電子元件有很大的困難。但是連續的石墨薄片線路卻可以用標準的微電子技術制造成電子元件。de Heer說：“利用窄的石墨帶子，我們得到納米管的所有電子學性質，因為這些性質只用到了石墨和電子的禁閉性質，而不需要納米結構。”
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研究人員們可以把石墨薄片相互連接起來，將其作為一個平臺，可以制作出很多電子元件。他們在高真空條件下加熱碳化硅晶片，使硅原子跑出來，剩下的就是連續的石墨薄片。研究人員們接下來在石墨表面涂上一層微電子技術中使用的光阻材料，利用電子束光刻技術，他們可以在石墨表面生成任何想要的形狀，然后再用傳統的腐蝕工藝把不需要的石墨除去。
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研究人員們在佐治亞理工學院微電子學研究中心，用電子束光刻技術可以做出尺度只有80納米的線路，而且這種石墨薄片線路有很高的電子遷移率，最高可達25000平方厘米每伏特秒。室溫下，研究人員們希望能在足夠小的結構中觀察到電子的彈道輸運。
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至今，研究人員們已經制造出一個完全由石墨組成的場效應晶體管。當對這個晶體管通入門電壓時，它的電阻發生了明顯的改變。但是，這個晶體管有嚴重的電流泄露，研究人員們希望通過比較小的調節可以消除這個缺點。另外，研究人員們還制出了一種量子干涉器件，這種環狀結構器件可以用來操縱電子波。
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影響石墨薄片線路性質的關鍵因素是石墨條的寬度，石墨條可以像碳納米管一樣禁閉電子。石墨條的寬度決定了材料的能帶隙。
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另外，研究人員們還發現電子通過石墨薄片的速度與電子能量無關，這個性質與光類似。因為電子是狄拉克粒子，所以它們可以通過相當長的距離而不受到散射。
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目前研究中遇到的挑戰主要是改進石墨成型技術，因為電子輸運性質受到石墨薄片線路中邊沿的光滑性的影響。
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de Heer說：“我們已經發現了石墨薄片材料中的一些新的、令人驚訝的性質，我們正在研究以前二維材料中所沒有的現象。”
