在看中科院新成果之前，我們先來(lái)了解一下碳基二維材料的重要性。

目前，在芯片產(chǎn)業(yè)中作為主流的硅基芯片，正一點(diǎn)點(diǎn)走向終點(diǎn)。隨著芯片小型化的持續(xù)推進(jìn)，硅基芯片的短板也愈發(fā)明顯，似乎已經(jīng)能夠看到物理的盡頭。為此，業(yè)界自然要尋求一種新的替代材料，而最終的接棒者，很有可能便是以石墨烯為代表的碳基二維材料。在今年8月份舉行的全球IEEE國(guó)際芯片導(dǎo)線技術(shù)會(huì)議上，確立了石墨烯為下一代新型半導(dǎo)體材料，而碳基芯片則有望成為下一個(gè)芯片時(shí)代的主流。也就是說(shuō)，我國(guó)通過(guò)提前布局碳基芯片，有望在芯片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“換道超車”，扭轉(zhuǎn)我國(guó)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中被“卡脖子”的境況。石墨烯存在難題在二維材料中，石墨烯的研究最為廣泛。這是因?yàn)?，石墨烯在化學(xué)、機(jī)械、光、電等方面都有著優(yōu)越的表現(xiàn)。超高的電子遷移率使石墨烯在電子學(xué)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，被報(bào)以厚望。不過(guò)，想要將石墨烯材料帶入微電子器件領(lǐng)域并不是那么容易，因?yàn)槭┳陨聿⒉煌昝?，而是有著一大難題——零帶隙半導(dǎo)體性質(zhì)。

石墨烯的帶隙為零，這讓由石墨烯制成的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的通斷，在通過(guò)柵極控制時(shí)遇到了難題。多年以來(lái)，科學(xué)家們雖然一直在努力打開(kāi)石墨烯的帶隙，但是，離達(dá)到應(yīng)用的要求還是有很長(zhǎng)的距離。顯然，零帶隙已經(jīng)成為了擋在石墨烯于電子學(xué)器件上應(yīng)用的最大阻礙。不過(guò)，如今中科院成功合成的新型碳基二維半導(dǎo)體材料，則彌補(bǔ)了石墨烯零帶隙的這一遺憾，讓碳基芯片離應(yīng)用更近了一步。新型碳基二維半導(dǎo)體材料 

據(jù)了解，為了實(shí)現(xiàn)這一成果，中科院與華東師范大學(xué)的研究人員已經(jīng)努力了5年之久。最終，研究人員實(shí)現(xiàn)了雙層C3N在帶隙性質(zhì)、運(yùn)輸性質(zhì)等方面的突破。2014年，研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功制備出類石墨烯蜂窩狀無(wú)孔有序結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體C3N單層材料；在2016年時(shí)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)更進(jìn)一步做到了AA'及AB'堆垛雙層C3N的制備。而在如今，研發(fā)團(tuán)隊(duì)再次取得新突破，證明了通過(guò)控制堆垛方式實(shí)現(xiàn)雙層C3N從半導(dǎo)體到金屬的轉(zhuǎn)變并非沒(méi)有希望。而且， AB' 堆垛雙層 C3N 帶隙可以通過(guò)施加外部電場(chǎng)進(jìn)行調(diào)制。這一成果，給進(jìn)一步構(gòu)建新型全碳微電子器件帶來(lái)了可能性。這種新的碳基二維半導(dǎo)體材料，有望代替石墨烯接過(guò)下一代新型半導(dǎo)體材料的大棒，具有十分重要的意義。

當(dāng)前，我國(guó)在硅基芯片領(lǐng)域的“卡脖子”問(wèn)題難以解決，想要“彎道超車”十分困難。而為了徹底擺脫國(guó)外在這一領(lǐng)域?qū)ξ覈?guó)的壟斷，“換道超車”被越來(lái)越多人關(guān)注。為此，中國(guó)企業(yè)在步履不停地追趕國(guó)外半導(dǎo)體巨頭的同時(shí)，中國(guó)科研機(jī)構(gòu)、高校等等則看向了更遙遠(yuǎn)的下一代新型半導(dǎo)體材料，避免我國(guó)重蹈在硅基半導(dǎo)體上的覆轍。也希望，在未來(lái)中國(guó)芯片能夠走到世界的前列，不要再受“卡脖子”之苦。