科学家首次合成纯碳环形分子 分子级晶体管跨出最关键的一步

　　8 月 15 日，《自然》（Nature）杂质今天刊登了一项重大科学突破：牛津大学的化学家和 IBM 的团队一起，首次制造出了由 18 个碳原子组成的环形纯碳分子，而这在过去「几乎难以成功」，曾有无数团队尝试后放弃了。

　　一开始，科学家先合成了由碳原子和氧原子组成的三角形分子，然后经电流作用产生碳 18 分子。这种分子被称为「环碳」（cyclocarbon），初步研究发现它表现为半导体，这可能对制造分子级的晶体管有很大帮助。

　　很多科学家表示，这 是「令人震惊的突破」。

　　碳是一种常见的非金属元素，由纯碳组成的碳单质可能外在表现截然不同，如坚硬透明的钻石和黑色、柔软的石墨，它们被称为「同素异形体」。据科普中国介绍，它们不同只要取决于其分子结构，金刚石中，每个碳原子都与周围的 4 个碳原子通过强烈的相互作用紧密结合，这样形成的三维结构非常稳定。

　　现在，比拇指还小的芯片上能容纳上亿个晶体管，你的手机比当年登月工程使用的计算机有更强的性能。

　　驱动科技行业快速发展的摩尔定律就是对这种趋势的总结，「集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔两年便会增加一倍。」

　　但是，当晶体管越做越小的同时，摩尔定律也开始受到挑战，这主要是因为受物理特性的影响，当芯片采用越来越小的制程时，会遇到各种各样的，如制造工艺、功耗，甚至包含漏电。

　　摩尔本人也曾预测过摩尔定律将在 2020 年失效，不过，他当时提出的几个问题都已经得到了解决。芯片行业目前遇到的瓶颈，已经触及材料的物理极限，要突破瓶颈很可能需要借助新材料的发展。如果能制造出分子级的晶体管，电子行业进入分子电子学时代，摩尔定律将再次显现威力。