IBM已经创建了可以淘汰硅的石墨烯晶体管。这种原型装置，从原子制成碳厚板，工作在100G赫兹 – 这意味着他们可以开关千亿次/秒，速度大约是硅晶体管的10倍。

科学家此前作出艰苦的机械方法制作石墨烯晶体管，例如从石墨上剥落石墨烯薄片;使用这种方法制成的晶体管速度已高达26千兆赫。使用类似的方法制成的硅晶体管还没有等于这些速度。

晶片上集成更多的这种晶体管不仅会实现更好的性能，它在商业上也是可行的，Phaedon Avouris说。Phaedon Avouris是位于纽约州奥西宁的IBM Watson研究中心纳米科学与技术组领导人，这项成果就是他们研究出来的。

最终，石墨烯有可能取代高速电脑处理器芯片。随着计算机每年速度的提升，硅越来越接近其物理极限，石墨提供了一个有希望的潜在替代，因为电子通过这种材料移动速度远远超过硅。 “即使没有优化设计，这些石墨烯晶体管已经优于硅晶体管2.5倍，”林玉明，另一个在IBM Watson研究所与Avouris合作的研究员说。

其他研究人员采用磷化铟等非常昂贵的半导体材料制成了非常快的晶体管，但这些设备只能在低温下操作。从理论上讲，石墨烯这种材料具有让晶体管在室温下运行在T赫兹速度的属性。

IBM的研究人员就在两一个两英寸的硅-碳化物晶片表面增加了石墨烯。当他们给晶片加热时，这个过程开始了，一直到硅晶片蒸发，留下很薄的一层碳，这就是已知的石墨烯。在此之前这种技术已被用来制造晶体管，但IBM的团队，通过为其他部分的晶体管使用更好的材料（特别是绝缘体）改进了这种过程。

“石墨的性质对环境非常敏感，”林先生说。这就是为什么IBM的小组致力于设计一个新的绝缘层 – 晶体管的防止短路的部分。他们发现，在绝缘体和石墨烯之间添加薄薄的一层聚合物可以提高性能。这项成果在这个星期在科学杂志上做了详细论述。

率先将外延石墨烯应用于工作的沃尔特夫德伊尔是位于亚特兰大的乔治亚理工学院物理学教授，他强调，IBM的设备成为一个里程碑，一方面是因为其速度，另一方法是因为它使用了实际制造技术。 “这不是天上掉馅饼，这是真实的，”他说，“这个发明在不远的将来会真正变成一种通讯工具” 。

“人们可以使用同样的处理技术，以获得更接近的产品，”Avouris说。去年，同一个IBM组和加州Malibu的HRL独立实验室，使用一种称为“机械剥离”的方法都创出了10千兆赫的石墨烯晶体管。这种处理就是从一小片石墨上面剥离直到只剩下一个单独的原子厚度的小片，然后将其放在底片上进行雕刻，直至形成一个晶体管。这种方法的问题在于它不利于石墨烯电子的属性，并且不能进行商业实现，Avouris说。

石墨烯晶体管的{dy}个应用很可能会在模拟开关和xx电子放大器。事实上，IBM小组的一部分工作是由美国国防高级研究计划局支持。但研究人员说，公司对碳电子进行商业开发尚需几年时间。

De Heer指出，IBM的设备还没有实现石墨的全部潜力。通过仔细控制环境，他的小组已制造出比IBM团队快10倍的石墨烯材料。这种高质量的石墨烯从理论上讲，能够制造出可运行在T赫兹速度的晶体管，虽然德黑尔说成比例增长可能使其工作不正常。

Avouris表示，IBM的团队将通过使石墨烯小型化来提高晶体管的速度。一直以来，迄今的240纳米，这是比较大的 – 硅电子元件下降到20纳米。 Avouris还认为，他们的性能可以通过使绝缘层更薄来改善。 “下一步是尝试将这些晶体管集成进一个真正的运算电路，”他说。