基于石墨烯的非布尔逻辑电路

石墨烯展现出许多有利于电子学的独特性质。然而，石墨烯缺乏能带隙，这为其在数字逻辑门中的应用带来了严重障碍。通过量子限域或表面功能化在石墨烯中诱导能带隙的努力尚未取得突破。在此，我们表明，在“常规”设计的石墨烯场效应晶体管中实验观察到的负微分电阻，使得利用无带隙石墨烯构建可行的非布尔计算架构成为可能。负微分电阻是在特定偏置方案下观察到的一种内禀属性，源于石墨烯的对称能带结构。我们的原子尺度建模表明，负微分电阻不仅出现在漂移 - 扩散机制中，也出现在纳米尺度的弹道输运机制中，尽管其物理机制有所变化。所得结果代表了石墨烯研究的概念性转变，并为石墨烯在信息处理中的应用指明了一条替代途径。