科學:團隊發現突破性的半導體材料,可以帶來更快的電子產品!

2021-01-09 木子春秋

科學:團隊發現突破性的半導體材料,可以帶來更快的電子產品!

由元素錫和氧或一氧化錫(SnO)製成的半導體是僅一個原子厚度的2D材料層,允許電荷比諸如矽的傳統3D材料更快地穿過它。這種材料可用於電晶體,是臺式計算機和行動裝置中所有電子設備的生命線,如計算機處理器和圖形處理器。該材料是由猶他大學材料科學與工程副教授Ashutosh Tiwari領導的團隊發現的。

描述該研究的論文於2016年2月15日星期一在線發表在Advanced Electronic Materials期刊上。該論文也將作為期刊印刷版的封面故事,由猶他大學材料科學與工程博士生KJ Saji和Kun Tian以及Wright-Patterson空軍研究實驗室的Michael Snure共同撰寫。在俄亥俄州代頓附近。

目前,電子器件中使用的電晶體和其他元件由諸如矽的3D材料製成,並且在玻璃基板上由多層組成。但3D材料的缺點是電子在各個方向的層內反彈,2D材料的好處是,這是一個令人興奮的新研究領域,僅在大約五年前就開放了,它的材料是由一層厚度僅為一到兩個原子構成的。因此,電子「只能在一層中移動,所以速度要快得多」,Tiwari說。

現在,Tiwari和他的團隊已經發現了這種新的2D材料,它可以導致電晶體的製造比現在使用的電晶體更小更快。計算機處理器由數十億個電晶體組成,並且封裝在單個晶片中的電晶體越多,處理器就越強大,採用Tiwari半導體材料製成的電晶體可以使計算機和智慧型手機的速度比普通設備快100多倍。

而且由於電子穿過一層而不是在3D材料中反彈,因此摩擦力會減少,這意味著處理器不會像普通計算機晶片那樣熱。它們還需要更少的電力來運行,這對於必須使用電池供電的移動電子設備來說是一個福音。Tiwari表示,這對於電子植入物等醫療設備尤其重要,因為電子植入物在單次電池充電時運行時間更長,現在這個領域非常熱門,人們對它非常感興趣,」蒂瓦裡說。「所以在兩三年內我們應該看到至少一些原型設備。

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