或是半导体的未来,长江后浪推前浪

【据《电子工程专辑》 2007年03月07日报道】曼彻斯特大学(University of Manchester)的研究人员与德国Max Planck Institute的研究人员一起开发出采用一种新型材料的只有一个原子厚、不到50个原子宽的晶体管。这种被称为graphene的物质被描述二维材料,具有极高的晶体和电子特性,在凝聚态物理学和电子学中具有非常多的潜在应用。 研究人员在"Nature Materials"中透露,这种晶体管由一种新型的炭素同素体组成,可用于制造一次只允许一个电子通过的高速产品。极为关键的是,这种晶体管在室温下工作,可用于制造未来的电子器件。 该研究团队由曼切斯特介观科学与纳米科技研究中心(Manchester Centre for Mesoscience and Nanotechnology)教授Andre Geim领导,他认为未来的电子电路可能只包括一层graphene材料。这种电路可能包括中央元素、控制单个电子运动的半透明屏障、连接件和逻辑门,完全采用graphene。他透露研究小组已经制造出了概念验证产品,将这种技术转移到其他领域非常直接,真正的挑战在于使这种薄膜成本低廉及适于大规模应用。 研究人员表示,graphene薄膜可能最终替代硅,因为graphene晶体管有效得多,更快而耗能更低。晶体管不仅非常小,用于开启和关闭的电压非常低,因而非常敏感,被视为目前的芯片晶体管的快速低耗能接班人。 以前制造单电子晶体管的尝试更多地采用标准的半导体材料,需要冷却到接近绝对零度才能使用。graphene单电子晶体管在室温下工作。 Geim教授认为,基于graphene的电路要到2025年之后才会出现,在此之前硅电路还会占主导地位。 研究人员表示,技术已经从毫米及晶体管发展到目前的10纳米级微处理器,下一步就将使真正的纳米级电路。

科技世界网     发布时间:2017-08-27    曼大研究人员本月宣布,已成功制成只有几原子厚的硒化铟材料。它拥有比石墨烯更好的半导体属性,是未来替代硅制作电子芯片的理想材料。 近十年来,全世界对石墨烯和二维材料的研究进行了巨大的投入。这些努力没有白费。近期,一种可应用于未来超算设备的新型半导体材料浮出水面。 这种半导体名为硒化铟,它只有几原子厚,十分接近石墨烯。本月,曼彻斯特大学和诺丁汉大学的研究人员们把这项研究发表在学术期刊《Nature Nanotechnology》上。 硒化铟(Indium Selinide,InSe)

比石墨烯更好的半导体

石墨烯只有一层原子那么厚,具有无可比拟的导电性。全世界的专家们都在畅想石墨烯在未来电路中的应用。 尽管有那么多的超凡属性,石墨烯却没有能隙(energy gap)。不同于普通的半导体,它的化学表现更像是金属。这使得它在类似于晶体管的应用上前景黯淡。 这项新发现证明,硒化铟晶体可以做得只有几层原子那么薄。它已表现出大幅优于硅的电子属性。而硅是今天的电子元器件所普遍使用的材料。 更重要的是,跟石墨烯不同,硒化铟的能隙相当大。这使得它做成的晶体管可以很容易地开启/关闭。这一点和硅很像,使硒化铟成为硅的理想替代材料。人们可以用它来制作下一代超高速的电子设备。 石墨烯之父:它是硅和石墨烯中间的理想材料 当下,科学家们很喜欢把石墨烯和其他优秀的材料结合起来。让石墨烯的非凡属性和其他材料的特点进行互补。这往往产生令人兴奋的科学发现,并会以我们想象不到的方式应用在实际问题中。 “石墨烯之父 ”Sir Andre Geim说: “超薄的硒化铟,是处于硅和石墨烯之间的理想材料。类似于石墨烯,硒化铟具有天然超薄的形态,使真正纳米级的工艺成为可能。又和硅类似,硒化铟是优秀的半导体。” Sir Andre Geim 由于发现了石墨烯,Sir Andre Geim获得了诺贝尔物理学奖。他同时也是这项研究的作者之一。他认为,这项硒化铟的发现会对未来电子产业产生巨大冲击。

硒化铟是国立石墨烯研究院的最新成果

国立石墨烯研究院 曼彻斯特大学的研究人员们需要克服一项首要问题,才能制作出高质量的硒化铟装置。由于太薄,硒化铟会快速被氧气和空气中的水分分解。为避免这种情况,硒化铟装置必须在氩气中制作。而这利用了曼大国立石墨烯研究院开发的技术。 这使得世界上第一片高质量、原子厚度的硒化铟薄膜被生产出来。它在室温下的电子迁移率达到2,000 cm2/Vs,远远超过了硅。在更低温度下,这项指标还会成倍増长。 当前的实验中,研究者们制作出的硒化铟长宽有几微米,大约相当于一根头发丝的横截面那么大。研究人员们相信,只要结合现有的制作大面积石墨烯的技术,硒化铟的商业化生产指日可待。 国立石墨烯研究院负责人,同时也是这篇论文作者之一的Vladimir Falko教授说: “国立石墨烯研究院开发的技术,能把材料的原子层进行分离,生产出高质量二维晶体。这项技术为开发应用于光电子学的新材料,提供了广阔的前景。我们一直在寻找新的层状材料做试验。” 超薄硒化铟,是飞速增长的的二维晶体大家族中的一员。这些二维晶体,根据结构、厚度和化学成分的不同,有许多有用的属性。对石墨烯和二维材料的研究,沟通了科学和工程技术。在今天,这是材料科学发展最快的领域。

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