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        新方法可將不同材料集成于單一芯片層

        2016-04-29 00:44:03簡丹
        環(huán)球飛行 2016年3期
        關(guān)鍵詞:二硫化鉬晶體管基座

        簡丹

        以前只有晶格非常匹配的材料能被整合在一個芯片層上,美國麻省理工學院(MIT)的研究人員日前開發(fā)了一種全新的芯片制造技術(shù),可將兩種晶格大小非常不一致的材料——二硫化鉬和石墨烯集成在一層上,制造出通用計算機所需的電路元件芯片。最新研究或有助于功能更強大計算機的研制。

        在實驗中,研究人員先將一層石墨烯鋪在硅基座上,再將希望平鋪二硫化鉬處的石墨烯蝕刻掉,在基座的一端放置一根由PTAS材料制成的固體條,接著,加熱PTAS并讓氣體流經(jīng)它穿過基座。氣體會攜帶PTAS分子并附著到暴露的硅上,但不會附著在石墨烯上。當PTAS分子附著時,會催化同其他氣體的反應,導致一層二硫化鉬形成。

        研究人員將論文發(fā)表在《先進材料》上。論文第一作者、MIT電子研究實驗室的凌熙(音譯)說,新芯片內(nèi)的材料層僅1到3個原子厚,有助于制備出超低能耗的隧穿晶體管處理器,從而制造出功能更強大的計算機。最新技術(shù)也有助于將光學元件整合進計算機芯片內(nèi)。晶體管作為一種可變電流開關(guān),要么允許電荷穿過,要么阻止電荷穿過。而在隧穿晶體管內(nèi),電荷會通過量子力學效應穿過壁壘。量子隧穿效應在微小尺度上更明顯,比如在新芯片1到3個原子厚度的材料層上。另外,電子隧穿對限制傳統(tǒng)晶體管效率的熱現(xiàn)象免疫。所以,隧穿晶體管不僅能以極低的能耗操作,且能獲得更高的速度。

        凌熙表示,最新制造技術(shù)適用于任何與二硫化鉬類似的材料。該研究論文另一作者、電子工程和計算機科學碩士林宇軒(音譯)表示,這是一種全新的結(jié)構(gòu),可能會引發(fā)新的物理學。哈佛大學物理學教授菲利普·基姆認為,最新研究證明,兩種完全不同的二維材料可以被控制整合在一個層,得到一個橫向異質(zhì)結(jié)構(gòu),這令人印象深刻。

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