作者:Jing Kong 来源:《先进材料》 发布时间:2016/2/1 11:17:14
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新方法可将不同材料集成于单一芯片层

 

以前,只有晶格非常匹配的材料能被整合在一个芯片层上。据美国麻省理工学院(MIT)网站27日报道,该校研究人员开发了一种全新的芯片制造技术,可将两种晶格大小非常不一致的材料——二硫化钼和石墨烯集成在一层上,制造出通用计算机所需的电路元件芯片。最新研究或有助于功能更强大计算机的研制。

在实验中,研究人员先将一层石墨烯铺在硅基座上,再将希望平铺二硫化钼处的石墨烯蚀刻掉,在基座的一端放置一根由PTAS材料制成的固体条,接着,加热PTAS并让气体流经它穿过基座。气体会携带PTAS分子并附着到暴露的硅上,但不会附着在石墨烯上。当PTAS分子附着时,会催化同其他气体的反应,导致一层二硫化钼形成。

研究人员将论文发表在最新一期《先进材料》上。论文第一作者、MIT电子研究实验室的凌熙(音译)说:“新芯片内的材料层仅1到3个原子厚,有助于制备出超低能耗的隧穿晶体管处理器,从而制造出功能更强大的计算机。最新技术也有助于将光学元件整合进计算机芯片内。”

晶体管作为一种可变电流开关,要么允许电荷穿过,要么阻止电荷穿过。而在隧穿晶体管内,电荷会通过量子力学效应穿过壁垒。量子隧穿效应在微小尺度上更明显,比如在新芯片1到3个原子厚度的材料层上。另外,电子隧穿对限制传统晶体管效率的热现象免疫。所以,隧穿晶体管不仅能以极低的能耗操作,且能获得更高的速度。

凌熙表示,最新制造技术适用于任何与二硫化钼类似的材料。该研究论文另一作者、电子工程和计算机科学硕士林宇轩(音译)表示:“这是一种全新的结构,可能会引发新的物理学。”

哈佛大学物理学教授菲利普·基姆认为:“最新研究证明,两种完全不同的二维材料可以被控制整合在一个层,得到一个横向异质结构,这令人印象深刻。”(来源:科技日报 刘霞)

 
 
 
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