新型二维半导体材料 可让电子设备运行速度加快百倍!


Utah大学材料科研人员研发出一种新型二维半导体材料,为运行速度更快、耗能还少的电子设备打开了一扇大门。

这种仅一个原子层厚的二维半导体材料由SnO制成,其电荷迁移速度远比诸如硅之类的块体材料快,可用以电子设备生命线的晶体管上。该材料由Utah大学材料科学与工程学院副教授Ashutosh Tiwari带领的团队研发。

目前电子设备中使用的晶体管和其他组件都是由硅这样的三维材料制造。不过对于三维材料来说一个不利因素是电荷在各个方向四处乱窜。

二维材料,仅仅从五年前开辟的新领域,它由一两层原子构成。由于电子只能在一层之间移动,所以移动速度快。Tiwari介绍。

不过,目前在这个领域中所发现的新型二维材料都是N型,例如石墨烯、二硫化钼,只能允许电子移动。为了制造电子设备,半导体材料需要电子和空穴均可移动。而现在他们发现的是现存第一种P型二维半导体材料。

据Tiwari介绍,使用这种材料做晶体管,可以让它做得更小、速度更快。而电脑处理器是有数以十亿计的晶体管封装在芯片中。因此,更强大的处理器是可以实现的。因此,Tiwari估计新型半导体材料制造晶体管可以让计算机和智能手机运行速度比目前常规产品快过100倍。

此外,由于电子是穿过一层而不是像在三维材料一样四处乱撞,所以摩擦很少,因此不像传统的芯片那样发热。它们也不需要那么多能量来维持运转。

Tiwari认为这个领域已经变得炙手可热,或许2-3年内就可以看到一些原型设备了。

该研究成果已发表在Advanced Electronic Materials,并在封面报道。

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