簡丹

美國猶他大學(xué)不久前發(fā)布消息稱，該校工程師發(fā)現(xiàn)了一種新型二維半導(dǎo)體材料——氧化錫（SnO），這種單層材料的厚度僅為一個(gè)原子大小，可用于制備電子設(shè)備內(nèi)不可或缺的晶體管。研究人員表示，最新研究有助于科學(xué)家們研制出運(yùn)行速度更快且能耗更低的計(jì)算機(jī)和包括智能手機(jī)在內(nèi)的移動設(shè)備。

一氧化錫由猶他大學(xué)材料科學(xué)和工程學(xué)副教授艾舒托什·蒂瓦里領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，它由錫和氧元素組成。目前，電子設(shè)備內(nèi)的晶體管和其他元件由硅等三維材料制成，一個(gè)玻璃基層上包含有多層三維材料。但三維材料的缺陷在于，電子會在層內(nèi)的各個(gè)方向四處彈跳。蒂瓦里解釋道，而二維材料的優(yōu)勢在于，其由厚度僅為一兩個(gè)原子的一個(gè)夾層組成，電子只能在夾層中移動，所以移動速度更快。

二維半導(dǎo)體材料5年前開始成為研究熱點(diǎn)，盡管研究人員已發(fā)現(xiàn)了石墨烯、二硫化鉬以及硼墨烯等多種二維材料，但這些材料只允許帶負(fù)電荷的電子（N型）運(yùn)動，而制造電子設(shè)備同時(shí)需要電子和帶正電荷的“空穴”（P型）運(yùn)動的半導(dǎo)體材料，最新發(fā)現(xiàn)的一氧化錫是有史以來第一種穩(wěn)定的P型二維半導(dǎo)體材料。

一氧化錫材料有助于科學(xué)家們研制出體型更小且運(yùn)行速度更快的晶體管，計(jì)算機(jī)處理器包含有數(shù)十億個(gè)晶體管，單個(gè)芯片上集成的晶體管越多，處理器的功能越強(qiáng)大，最終科學(xué)家們或能制備出比現(xiàn)有設(shè)備快100倍的計(jì)算機(jī)和智能手機(jī)。另外，在這種材料內(nèi)，由于電子通過一層而非像在三維材料內(nèi)部來回彈跳，因此，產(chǎn)生的摩擦更少，使處理器不會像傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)芯片那樣容易變得過熱，且其運(yùn)行需要的能量也更少，這對那些必須依靠電池運(yùn)行的移動設(shè)備尤其是包括電子植入設(shè)備在內(nèi)的醫(yī)療設(shè)備來說，不啻為一個(gè)巨大的福音。蒂瓦里表示，模型設(shè)備有望于兩三年內(nèi)問世。相關(guān)研究論文發(fā)表在《先進(jìn)電學(xué)材料》雜志在線版上。