科學家製成一維電線，摩爾定律被推向邏輯終點

我們的世界是三維的，哪怕再薄的物體，比如一張紙，你把它放大後，它仍然是由層層疊疊分子壘起來的三維結構。不過科學家們已經找到了一種二維物體，它就是鼎鼎大名的石墨烯，石墨烯是由單個碳原子鋪成的六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，當然它並不是完全意義上的二維物體，畢竟它還有一個碳原子的厚度，但在這個世界上你恐怕再也找不到比它更二維的東西了。

那麼這個世界上有沒有一維的東西呢？聰明如你肯定已經想到了，我們把石墨烯薄膜切成一個原子寬不就是一維的了嗎？很遺憾這個辦法行不通，石墨烯是目前世界上最薄最堅硬的物質，比金剛石還硬，你拿什麼去切它呢？再說你即使切開了，原子就像玻璃彈子一樣，轟一聲就各自滾開了，你怎麼把它們連成穩定的一維結構？

沒轍了吧？你沒有辦法不代表科學家沒有辦法，英國劍橋大學的研究人員就想出了一個絕頂聰明的辦法，既然不能切，那把石墨烯捲起來總行吧，這樣就形成了一個中空的結構，叫做碳納米管。研究人員在碳納米管中注入一種叫碲的類金屬物質，然後縮小碳納米管的直徑。由於碳納米管是世界上強度最高的物質，可憐的碲原子在裡面只好你擠我我擠你，重新排班站隊，最後就變成了單個原子組成的線性結構。通過使用直徑在0.7到1.1納米（nm）之間的碳納米管，研究人員成功製成了穩定的「一維碲線」，直徑只有人類頭髮的萬分之一。

碲元素通常是半導體，但在緊密的封閉空間里，它的物理行為表現得更像金屬，如同電線一樣。通過改變碳納米管的直徑，科學家們就可以控制碲的物理性質了。領導這項研究的保羅·梅德羅斯認為，這是世界上配置最精確的「一維」系統，可能導致材料學和電子小型化的飛躍，實現比目前更小的晶體管，拯救已經岌岌可危的摩爾定律。這個定律說，集成電路上可容納的晶體管數目，每18到24個月就會翻一番。由於人類的製造水平越來越高，晶體管的尺寸也越來越接近材料的極限，摩爾定律預計只能持續到2020年。「一維」碲電線的成功，把晶體管變成了晶線管，成功拯救了摩爾定律，但同時也把它推向了邏輯的終點。

這項研究發表在《美國化學學會納米》（ACS Nano）上。

論文：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.7b02225

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