用扫描隧道显微镜拍摄的1.6纳米宽的金属状石墨烯纳米带（Graphene Nanoribbon，GNR）的图像。
基于碳而不是硅的晶体管可以潜在地提高计算机的速度，并将其功耗降低一千倍以上，例如，一个拥有数月电荷的手机。但是，到目前为止，建立工作性碳链所需的材料范围仍然不完整。
加州大学伯克利分校的一组化学家和物理学家终于创造出了最后一种缺失的元素-一种完全由碳制成的金属丝。反过来，这也为研究碳基晶体管以及最终计算机铺平了道路。
加利福尼亚大学伯克利分校的化学教授费利克斯·费舍尔（Felix Fischer）指出，用一种材料制造所有IC元件的能力将使制造变得更加容易：
“这是全碳基集成电路整体架构所缺乏的关键点之一。”
金属线用于连接计算机芯片中的晶体管-它们将电子从一个设备运到另一个设备，并连接芯片块内部的半导体元件。
加州大学伯克利分校的一个小组已经研究了好几年，如何用石墨烯纳米带制造半导体和绝缘体。石墨烯纳米带是石墨烯的一维窄条，像原子一样厚。这些纳米带的结构完全由碳原子组成，碳原子以类似于丝网的六边形系统排列。
而其他碳基材料，例如2D石墨烯片和碳纳米管可以像金属一样，它们也有缺点。例如，将2D石墨烯薄片转换成纳米尺寸的条带可以将它们变成半导体甚至绝缘体。碳纳米管是极好的导体，不能以与纳米带相同的精度大量生产。
伯克利大学物理学教授迈克尔·克罗米说：“纳米带使我们能够使用自底向上的设计访问各种各样的结构，而纳米管尚无法实现。” “它使我们能够将电子连接在一起以创建导电纳米带，这是我们之前从未做过的。这是石墨烯纳米带技术的重大挑战之一，这就是为什么我们对此感到如此兴奋。”
类金属的石墨烯纳米带具有宽的，部分填充的电子带（典型的金属），其导电率可与二维石墨烯相媲美。
Fischer补充说：“这是我们第一次用碳基材料制造超薄导体，这是真正的突破。”
加州大学伯克利分校的Crommy，Fisher及其同事和伯克利国家实验室在9月25日的《科学》杂志上发表了他们的发现。
基于硅的集成电路已经在计算机中使用了数十年，根据摩尔定律，其速度和性能通常会提高，但是它们已经达到了速度极限，即它们可以在“ 1”和“ 0”之间切换的速度有多快。降低能耗也变得更加困难。计算机已经消耗了世界能源的很大一部分。费希尔说，碳基计算机的切换速度可能比硅计算机快许多倍，并且仅消耗其一小部分能量。
石墨烯是纯碳，一直是下一代碳基计算机的主要竞争者。但是，窄带的石墨烯主要是半导体，面临的挑战是使它们也能用作绝缘体和金属，以制造碳基晶体管。
几年前，Fischer和Crommy与加州大学伯克利分校的物理学教授，材料理论家Stephen Louis合作，发现了在保留所有导电特性的同时连接小纳米带的新方法。
两年前，该团队证明，通过正确连接短纳米带段，可以定位每个段中的电子以创建新的拓扑状态-一种独特的量子波函数-从而产生半导体的可调特性。
在他们的新工作中，他们使用类似的技术将纳米带的短段“缝合”在一起，以创建数十纳米长，仅一纳米宽的导电金属样导线。
“它们都设计为仅以一种方式组合在一起。他说，就好像您拿着一个Lego包，摇晃它并拥有一辆完全组装好的汽车一样。 “这是化学自组装控制的魔力。”
通过化学反应，我们对每100个原子的一个化学键进行了微小的改变，并将纳米带的电导率提高了20倍。从实用的角度来看，以这种方式获得优质金属非常重要，” Crommy说。
Fischer说：“我相信这项技术将在未来改变我们构建集成电路的方式。” “与您现在对硅的期望相比，这将是电子设计和制造方面的一大进步。现在，我们能够以更低的功耗获得更快的性能。这将是电子半导体产业未来的驱动力。”