IBM研究人员已经制造出迄今最好的集成电路，是用石墨烯制成，这种材料有望带来快得多的元件，远远超过硅的限度，但已证明难以使用。这一小组采用现有的制造方法制作出这种石墨烯电路，表明石墨烯可用来制造更快、更高能效的无线电通信电路，用于手机和其他无线设备。

　　IBM研究人员研制出一种类型的电路，通常用于手机、无线电通讯以及雷达设备。为了制成这种集成电路，他们不得不结合石墨烯晶体管与其他非石墨组件。这是一个挑战，原因在于石墨烯与金属或其他成分相互作用的方式。

　　“这真是令人兴奋的工作，它表明即将来临的未来石墨烯电子产品，”詹姆斯•图尔(James Tour)说道，他是德克萨斯州（Texas）休斯敦（Houston）的莱斯大学（Rice University）化学和计算机科学教授，未参与这项工作。

　　石墨烯是一种单原子厚的蜂窝状碳原子，它传导电子的速度远远超过硅。石墨烯的电子特性就是这样，它最大的希望不是用于微处理器中的数字逻辑电路，而是用于快速模拟电子产品，这类设备通常用于处理和生成通讯无线电信号。

　　研究人员在2004年首次展示了石墨烯的电子前景。从那时起，工程师们一直在努力制造石墨烯电子电路，采用的就是现有的制造技术，如果所有那些都必须更换，那这项技术就会过于昂贵，难以起飞。到目前为止，研究人员已制成石墨烯晶体管，运算速度可达300GHz，这意味着，一秒钟它们可以开关3000亿次，比最好的硅晶体管快了30倍。

　　结合石墨烯晶体管与其他材料很困难，原因有两个。其一，石墨烯晶体管放置得太接近某种金属，晶体管的性能就会降低。其二，将石墨烯晶体管和其他元件组装在一块单一的微芯片上，是很困难的。今天，在《科学》（Science）杂志上，IBM的研究人员报道的方法，可以在单芯片上制作石墨烯集成电路，就采用现有的方法。

　　IBM研究小组制成一种类型的电路，称为混频器（frequency mixer），结合了一个石墨烯晶体管和两个金属设备，就是所谓的电感器（inductors）。“这类混频器是模拟电子产品，尤其是无线通讯中的基本组成器件，”IBM的研究人员林郁明( Yu-Ming Lin)说道。这些器件常用于手机中，可将传输信息的无线电信号转换为另一种信号，所在频率范围是人耳能听到。这是通过无线电信号与参考信号混合而实现的。

　　在此之前，结合石墨烯与其他材料，曾经降低了所制成的电子产品的速度。IBM研究小组避免了这一点，确保其他材料不会以有害的方式接触石墨烯。他们制成阵列状石墨烯晶体管，就在碳化硅晶片（silicon carbide wafers）表面，有石墨烯涂层。然后，蚀刻掉晶体管周围多余的石墨烯，形成清晰的表面，易于金属电感器粘连。确保分离石墨烯晶体管和金属感应器，也可阻止晶体管电学性能的降低。

　　由此产生的电路，工作频率为10GHz，速度远远超过以前的石墨烯电路。林郁明称，它们的可靠性还低于先进的硅混频器，但同时他也表示，他们希望尽快缩小这个差距。

　　IBM的研究人员计划制造它们，采取的尺度为几十纳米，而不是几百纳米。“它们能够简单地缩小十倍，这会有助于我们打破记录，”林郁明说。“我们还没有看到石墨烯器件速度的限制，我们认为，可能达到太赫兹（terahertz）范围。”

　　下一步是提高电路的可靠性，加州大学洛杉矶分校（University of California, Los Angeles）化学教授段翔风（Xiangfeng Duan）说道。“从另一端传出的信号还较弱，”段指出，“改善晶体管，将有利于得到更好的电路性能。”

　　IBM研究小组正在研究这一问题，同时还在开发更加复杂的石墨烯集成电路。林郁明表示，用于混频器电路的方法也可应用到其他类型的电路中。“这是迈向新水平潜能的第一步，”林郁明说。“也许我们在未来的五到十年内还不会再看到石墨烯的实际影响。”