概要：研究人员成功将煤炭转化为可用于尖端电子设备的高纯度材料。这一突破不仅在经济和技术应用方面标志着煤炭的重大转变，而且还为解决其对环境产生的负面影响提供了潜在解决方案。
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校与国家能源技术实验室、奥克里奇国家实验室和台积电公司（TSMC）合作，发现煤炭在下一代电子设备的发展中可以发挥重要作用。通过将煤炭加工成数原子厚的高纯度材料，可以制造出一些最小且性能最优的电子设备。
该过程涉及将煤炭焦转化为纳米级碳点，称为“碳点”。这些碳点可以连接在一起形成二维晶体管和记忆阻变器中使用的原子薄膜，这两者都是先进电子设备的关键组件。这项研究的结果已发表在《通信工程》杂志上。
在追求更小、更快、更高效的电子设备的同时，使用只有一种或两种原子厚度的材料开发设备代表了最终目标。通过利用从煤炭中得到的碳原子薄层，研究人员已经找到了一个有希望的解决方案。这些碳层具有有效的绝缘体特性，并可与石墨烯等半金属或二硫化钼等半导体结合，以实现更快的运行速度和更低的能源消耗。
与其他原子薄材料相比，煤炭衍生的碳层具有明显优势，因为它们不具备不同晶体区域之间的界限，从而避免能量泄漏。此外，它们还具有能够约束记忆阻变器中导电纤维的原子尺寸环，从而提高数据存储保真度和可靠性。
虽然已经开发出了概念验证设备，但下一步是展示在更大规模上制造这些二维设备的可扩展性。以台积电等合作伙伴的兴趣为例，半导体行业认识到这些设备的潜力，并等待进一步的发展。
总之，利用煤炭在生产下一代高科技材料方面为煤炭经济转型提供了有希望的途径，同时解决了环境问题的关切。通过再利用这一丰富的资源，煤炭可以在推动电子行业向更小、更快、更节能的设备方向发展中发挥重要作用。
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