物理学院吕劲团队发现新式二维资料 或续写摩尔
来源:虎牙网 发表于2019-07-02 21:02:57 编辑:尧
摘要: 近年来,半导体职业总是笼罩在摩尔定律难以为继的阴霾之下。但北京大学物理学院研讨员吕劲团队与杨金波、方哲宇团队最新研讨标明,新式二维资料或

近年来,半导体职业总是笼罩在摩尔定律难以为继的阴霾之下。但北京大学物理学院研讨员吕劲团队与杨金波、方哲宇团队最新研讨标明,新式二维资料或将续写摩尔定律对晶体管的预言。他们在猜测出“具有蜂窝状原子排布的碳原子掺杂氮化硼(BNC)杂化资料是一种全新二维资料”后,经过试验证明了这类资料存在能谷极化现象,并具有从紫外拓宽到可见光、近红外以及远红外波段的可调能隙功用,相关研讨近来宣布在《纳米通讯》上,。

吕劲说,能谷是指能带上具有螺旋特性的极值,不同能谷的电子在旋转方向上恰好相反。能谷极化是指两个不同螺旋性的能谷占有电子数不相等。

二维狄拉克资料能隙被翻开

吕劲表明,得益于极薄的尺度和润滑的外表,较之三维资料,二维资料具有更好的门控功能和载流子传输特性。

 

物理学院吕劲团队发现新式二维资料 或续写摩尔定律对晶体管的预言

 

物理学院吕劲团队发现新式二维资料 或续写摩尔定律对晶体管的预言

但是,以石墨烯为代表的二维狄拉克资料(包含硅烯和锗烯)在费米面邻近具有类似于光子的线功能量动量色散,虽然具有很高的载流子迁移率,但惋惜的是它们自身没有能隙,不是抱负的半导体资料。

吕劲团队发现,具有起皱结构的单层硅烯和锗烯可以被笔直的电场翻开能隙,随后他们用核算机奇妙模仿了处于电场下的硅烯场效应晶体管的作业。“核算机的迅猛发展使得核算凝聚态物理和核算资料学成为重要研讨手法。”

二维资料晶体管体现优异

虽然狄拉克资料可以被翻开能隙,但翻开的能隙仍是满意不了逻辑器材的要求。

吕劲团队发现,半导体二硫化钼场效应管在10纳米尺度下依然能坚持可观的开关功能,而且具有傲世其他资料的超低亚阈值摇晃。这一猜测,很快被加州大学伯克利分校的科学家宣布在《科学》上的试验作业所证明。

吕劲介绍,虽然理论猜测的二维资料晶体管有很好的器材功能,但实践构造出的二维资料晶体管往往达不到理论预期。究其原因在于二维资料难以掺杂,一般只能用金属与二维半导体直接触摸来注入电子,在金属半导体界面处常常会呈现所谓的肖特基势垒,而惯例的能带核算往往严峻轻视了肖特基势垒的晦气影响。

 

物理学院吕劲团队发现新式二维资料 或续写摩尔定律对晶体管的预言

 

物理学院吕劲团队发现新式二维资料 或续写摩尔定律对晶体管的预言

吕劲团队创建了量子输运模仿,很好地处理了二维原子晶体管界面肖特基势垒的核算问题,而且核算结果能与试验很好符合,这将有利地推进二维资料晶体管的优化。他们体系地模仿了一系列二维半导体V族烯(磷烯、砷烯、锑烯)尺度在10纳米乃至5纳米以下晶体管,发现了比二硫化钼更好的器材体现,可以满意世界半导体技能线路图未来十年的需求,有望连续摩尔定律。

晶体管的创造是上个世纪最重要的创造之一,以晶体管为根底的大规模集成电路延伸了人类的智力,极大地改变了人类的日子。作为世界上运用第一性原理量子输运模仿处理二维原子晶体最成功的团队之一,吕劲团队正努力与其他试验组协作,以期将理论猜测的逾越惯例硅基晶体管的二维资料晶体管变为实际。

 

物理学院吕劲团队发现新式二维资料 或续写摩尔定律对晶体管的预言

原文链接:科技日报 摩尔定律难以为继? 新式二维资料有话说

修改:白杨

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