美开发出铁电石墨烯系统 将改进信息处理方式

美国麻省理工学院（MIT）开发出一个新系统，系统由用于数据存储的铁电材料和具有超常电子和机械特性的二维碳材料石墨烯组成。此合成技术最终会用于计算机和数据存储芯片，使芯片在一定面积内可容纳更多部件，速度更快功耗更少。新系统通过控制表面等离子体波而工作。限制在材料界面间的电子振荡产生波，波长是远红外和微波无线电之间的太赫兹波段，也是下一代计算装置的理想频段。新发明已经发表在《应用物理快报》上。

系统采用光波新方式构建互联器件，比如光缆连接光子芯片，用电线连接器件。目前上述互连点经常形成瓶颈使数据传输变慢，并增加了元件数量。新系统可以把波集中在非常小的波长范围内，使得在单一芯片的给定面积可容纳元件密度上提高10倍增益。初始概念验证器件将一小块石墨烯夹在两层铁电材料中间，可以产生简单、开关控制的等离子体波导。铌酸锂用作铁电材料。

局限在波导中的光是自由空间上百种波长光的一部分，它将代表对可比较波导系统的一个数量级上的改进，由此开启传输和处理光信号的令人振奋的新领域。而且，此项研究将为在铁电存储器上高速读写电子数据提供一种新方法。

MIT团队开发了一个令人关注的等离子体结构，适合于在重要的太赫兹波段运行，但还需要彻底探寻和理解损耗机理。

此项目得到美国国家科学基金会和空军科学研究办公室的支持。

（工业和信息化部电子科学技术情报研究所   黄庆红）