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多年来，研究人员一直抱有希望，认为石墨烯将成为电子工业的接班材料，当硅作为制造更小、更快、更便宜的器件的首选材料达到极限时。然而，将石墨烯的承诺变为现实至少可以说非常困难，部分原因是处理只有原子厚度的物质本身就存在困难。
将石墨烯切割成可用碎片的方法往往会留下毛糙的边缘，从而降低材料作为导体的有效性。现在，佐治亚理工学院由沃尔特·德希尔领导的一个研究团队声称，他们在该领域取得了重大进展，开发出一种制造纳米级石墨烯带的技术，且没有粗糙的边缘。（一纳米是十亿分之一米。）
当然，本周石墨烯在整个科学界成为头条新闻，这要归功于诺贝尔物理学奖授予了英国曼彻斯特大学的两位研究人员，他们在 2004 年开创了一种通过用胶带反复剥离石墨来分离石墨烯的方法。诺贝尔奖委员会表彰了安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫“因其在二维材料石墨烯方面的开创性实验”。
与盖姆和诺沃肖洛夫采取的方法不同，德希尔和他的团队过去通过将碳化硅表面加热到 1500 摄氏度直到形成一层石墨烯来制造石墨烯片。然后使用电子束将石墨烯切割成特定的尺寸和形状。“这是一个严重的问题，因为切割石墨烯会留下粗糙的边缘，破坏石墨烯的许多良好特性，使其导电性降低，”佐治亚理工学院物理学院的校董教授德希尔说。
德希尔的新方法于 10 月 3 日在《自然纳米技术》上进行了描述，该方法是在碳化硅上蚀刻图案，然后加热该表面，直到石墨烯在蚀刻图案内形成。（《大众科学》是自然出版集团的一部分。）这样，石墨烯就能以特定的形状和尺寸形成，而无需切割。“整个理念都改变了，”他说。“我们不是从无限大的石墨烯片开始；我们是在我们想要生长的地方生长它。”
研究人员声称，他们已使用该技术在 0.24 平方厘米的芯片上制造了由 10,000 个顶部栅极石墨烯晶体管组成的高密度阵列，这是朝着他们的最终目标迈出的一步，即制造可以与硅集成的石墨烯组件，用于新一代电子产品。这种整合将是实现微处理器以太赫兹速度运行的关键里程碑，太赫兹速度比今天的芯片快 1000 倍（今天的芯片速度以数十亿赫兹为单位）。另一个目标是减少热量产生，因为越来越多的晶体管被封装到每个芯片上。即使硅电路达到其小型化极限，这些进步也将继续验证摩尔定律。“原则上，石墨烯可以克服硅的局限性，”德希尔说。“如果我们完全成功，[只有]时间会告诉我们。”
石墨烯和硅将能够共存，就像飞机和货船用于运输货物一样。“它们以不同的速度移动，但两者都很重要，因为它们的成本不同，”德希尔说。“我认为类似的事情也会发生在电子领域。”
德希尔也很快承认，尽管对石墨烯的研究可以追溯到 20 世纪 70 年代，但该领域仍有很长的路要走。他和他的团队现在正在研究他们制造的石墨烯带在一段时间内的性能，以及他们的新方法在多大程度上改进了从较大的石墨烯片上切割碎片的方法。
由于石墨烯的实用性仍有许多悬而未决的问题，德希尔说他对诺贝尔奖评选委员会在这个时候认可石墨烯感到惊讶。这项技术具有巨大的潜力，但迄今为止只实现了其中一小部分潜力。“现在有点早，”他说。“如果你问我的底线——石墨烯取得了什么成就？——它仍然在寻找自己的方向。”