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石墨烯集成电路工作原理解析

2018年02月02日 14:11 次阅读

美国IBM公司的科学家研制出了首款由石墨烯圆片制成的集成电路,向开发石墨烯计算机芯片前进了一步。科学家们认为,这项突破可能预示着,未来可用石墨烯圆片来替代硅晶片

石墨烯介绍

石墨烯是一种二维晶体,人们常见的石墨是由一层层以蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠而形成的,石墨的层间作用力较弱,很容易互相剥离,形成薄薄的石墨片。当把石墨片剥成单层之后,这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。石墨烯的最新发现是人们在防腐蚀方面最有效的方法。常用的聚合物涂层很容易被刮伤,降低了保护性能;而石墨烯来做保护膜,显著延缓了金属的腐蚀速度,更加坚固抗损伤。石墨烯不仅是电子产业的新星,应用于传统工业的前途也不可限量。其应用方向:海洋防腐、金属防腐、重防腐等领域。石墨烯具有良好的导热、导电性能。然而利用石墨烯其研制生产的柔性石墨烯散热薄膜能帮助现有笔记本电脑、智能手机、LED显示屏等,石墨烯能有助于大大提升散热性能。

石墨烯集成电路工作原理解析

石墨烯内部结构

石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp2杂化轨道成键,并有如下的特点:碳原子有4个价电子,其中3个电子生成sp2键,即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子,近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键,新形成的π键呈半填满状态。研究证实,石墨烯中碳原子的配位数为3,每两个相邻碳原子间的键长为1.42&TImes;10-10米,键与键之间的夹角为120°。除了σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外,每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键(与苯环类似),因而具有优良的导电和光学性能。

石墨烯集成电路工作原理解析

3d石墨烯集成电路工作原理

IBM研究者们研发的这种全新方法完全颠覆了传统的硅集成电路的生产流程。这种新方法把石墨烯晶体管当做集成电路生产步骤中的最后一步,这样就保留了石墨烯装置的原有性能。多平台石墨烯无线电频率接收器包含有三个石墨烯晶体管、四个感应器、两个电容器和两个电阻器。电路中的组成部分被整合成0.6平方毫米的区域,并且在200毫米的硅生产线上进行组装,这种石墨烯集成电路生产线具有前所未有的复杂性,并且具有最高的硅CMOS器件生产能力。这种新的生产方法同时也使硅CMOS主干上3D异质整合成为可能。

石墨烯集成电路工作原理解析

在任何的无线通信系统中,接收器是非常关键的组成部分。此集成电路工作状态消耗的能量小于20mW,在多重GHz频率下,此集成电路中的接收器是所有石墨烯无线频率集成电路中转换效率最高的。测试发现,在4.3GHz的信号强度下,他们成功地接收和储存“I、B、M”这三个信号,并且没有任何失真,从而证实了石墨烯集成电路在目前无线通讯领域应用的可行性。

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发表于 2018-03-06 18:59 次阅读 0条评论
集成电路再次被写入政府工作报告,列入实体经济发展...

“大基金” 将于下半年开始投资运作

媒体报道称,国家集成电路产业投资基金(简称大基金)第二期正在紧锣密鼓募资推进中,目前方案已上报国务院...

发表于 2018-03-06 14:42 次阅读 0条评论
“大基金” 将于下半年开始投资运作

2018年科技创新新势头:集成电路列入实体经济发...

这次工作报告中,涉及人工智能、集成电路、新能源汽车等相关政策信息,体现了2018年政府重视科技创新和...

发表于 2018-03-05 18:33 次阅读 0条评论
2018年科技创新新势头:集成电路列入实体经济发...

中国半导体产业独角兽企业分析

自国务院在2014年发表集成电路推进纲要以来,中国集成电路产业进入了飞速发展阶段。尤其是进入了最近几...

发表于 2018-03-05 16:39 次阅读 0条评论
中国半导体产业独角兽企业分析

中国集成电路现状与前景分析

近日,国家发改委称,将在集成电路、先进计算等关系数字经济发展的战略性领域,组建若干国家产业创新中心

发表于 2018-03-05 10:29 次阅读 0条评论
中国集成电路现状与前景分析

一文解读集成电路的工作原理(集成电路的组成及封装...

本文开始介绍了什么是集成电路与集成电路的分类,其次介绍了集成电路的工作原理,最后详细的阐述了集成电路...

发表于 2018-03-04 10:37 次阅读 0条评论
一文解读集成电路的工作原理(集成电路的组成及封装...

集成电路产业链及主要企业分析

集成电路作为一种微型电子器件或部件已经得到普遍运用。本文开始介绍了集成电路的和特点,其次介绍了集成电...

发表于 2018-03-04 10:23 次阅读 0条评论
集成电路产业链及主要企业分析

国内石墨烯产业虚假繁荣景象形成 中美差异迎来反思

一次美国走访学习的经历,让工信部赛迪研究院原材料所所长肖劲松陷入沉思:中美在石墨烯发展方面有很大差异...

发表于 2018-03-15 10:21 次阅读 0条评论
国内石墨烯产业虚假繁荣景象形成 中美差异迎来反思

石墨烯的片层大小如何影响其复合材料的性能

石墨烯是碳原子以sp2杂化键合而成的蜂窝状二维材料,其基本结构单元是有机材料中最稳定的六元环。这种独...

发表于 2018-03-03 13:41 次阅读 0条评论
石墨烯的片层大小如何影响其复合材料的性能

无锡集成电路产值达890亿元 华虹无锡基地项目启...

江苏省委常委、无锡市委书记李小敏在开工仪式上致辞,并宣布华虹无锡集成电路研发和制造基地等重大项目开工...

发表于 2018-03-03 12:55 次阅读 0条评论
无锡集成电路产值达890亿元 华虹无锡基地项目启...

石墨烯的电子结构及其应用,缺陷对石墨烯电子结构的...

石墨烯是零带隙半导体,具有独特的电子结构和优异的导电性。石墨烯运送电子的速率比硅快几十倍,石墨烯器件...

发表于 2018-03-03 10:33 次阅读 0条评论
石墨烯的电子结构及其应用,缺陷对石墨烯电子结构的...

石墨烯对人体有什么伤害

很多人都知道,石墨烯对于科技行业而言似乎是能够创造未来奇迹的福音,但你不知道的是这种材料对环境,甚至...

发表于 2018-03-03 10:29 次阅读 0条评论
石墨烯对人体有什么伤害

石墨烯龙头四维图新爆发,三高一低的AI细分领域龙...

作为智能驾驶领域的龙头,四维图新布局优先,竞争格局凸现其稀缺性,市场也给予相对较高的估值。作为细分领...

发表于 2018-03-03 10:20 次阅读 0条评论
石墨烯龙头四维图新爆发,三高一低的AI细分领域龙...

Siemens将收购Sarokal Test S...

Sarokal的技术与 Veloce® 硬件加速器相结合,可让客户在前端和后端测试期间进行 4G 和...

发表于 2018-03-02 15:31 次阅读 0条评论
Siemens将收购Sarokal Test S...

这些集成电路封装形式,你都了解吗?

这些集成电路封装形式,你都了解吗?SOP小外形封装,PGA插针网格阵列封装,BGA球栅阵列封装,DI...

发表于 2018-03-01 11:07 次阅读 0条评论
这些集成电路封装形式,你都了解吗?

魅族发明专利曝光 将首发石墨烯全面屏手机

魅族将携石墨烯全面屏手机踢开手机市场大门,据悉这是全球首款石墨烯全面屏手机。益于石墨烯材质屏幕的优良...

发表于 2018-02-28 16:17 次阅读 0条评论
魅族发明专利曝光 将首发石墨烯全面屏手机

2017无锡集成电路重大项目落地 产值达890亿

中国的集成电路产业正在飞速的发展,但是地方性的发展也是格外引人注意。据悉2017无锡随着一批重大项目...

发表于 2018-02-28 10:28 次阅读 0条评论
2017无锡集成电路重大项目落地 产值达890亿

中国集成电路产业追赶吃力 如何突围是关键

虽说中国集成电路产业还在不断地追赶世界先进水平,但是依然十分吃力。‘脉冲式’的投资策略也不再适用如今...

发表于 2018-02-26 15:10 次阅读 0条评论
中国集成电路产业追赶吃力 如何突围是关键

常用电路图符号大全

本文主要介绍了常用电路图符号大全。汇聚基本的电路图符号,例如:电池、接地线、二极管等,可以满足基础电...

发表于 2018-03-26 13:49 次阅读 0条评论
常用电路图符号大全

分销商老司机分享元器件炒货编年史

那些年,我们炒过的货 此炒货非彼炒货,特指各类电子元器件由于供需不平衡导致缺货时,或者有远低于市场价...

发表于 2018-03-28 11:07 次阅读 0条评论
分销商老司机分享元器件炒货编年史

本已停产的8英寸集成电路设备需求增加

在过去的两年中,由于物联网、车用电子、智慧家居等领域应用广泛推动,导致集成电路产业8英寸晶圆厂产能严...

发表于 2018-02-25 20:34 次阅读 0条评论
本已停产的8英寸集成电路设备需求增加

集成电路铜制程常见缺陷的分析

产生上述缺陷的原因是种子层的亲水性不好。造成亲水性不好的主要原因是种子层表面被有机物玷污,当环境中的...

发表于 2018-02-24 10:30 次阅读 0条评论
集成电路铜制程常见缺陷的分析

四川瞄准电子信息产业万千百亿工程 坐实四川第一支...

据报道,2017年四川电子信息产业全年增长15%以上。今年2018年四川也瞄准更强的目标,万千百亿工...

发表于 2018-02-23 10:36 次阅读 0条评论
四川瞄准电子信息产业万千百亿工程 坐实四川第一支...