科學家們想出了延長摩爾定律的方法：一種新的原子電晶體生產技術

2020-11-05 科技核心觀察

科學家們想出了如何使摩爾定律復活的方法，這涉及一項原子電晶體生產技術。

科學家提出了一種製造具有原子厚度通道的電晶體的技術。這保證了最高的開關速度，漏電流的顯著降低以及電晶體的可擴展性，使其達到了傳統工藝無法達到的尺寸。實際上，科學家們打算延長摩爾定律的執行時間，這需要藉助於液態金屬，科學家建議使用液態金屬代替氣態環境中的常規氣相沉積。



上圖：半導體在液態金屬上像皮膚一樣生長。

在通過氣相沉積將材料施加到基板上的過程中，很難實現非常精細的沉積的均勻性——這個尺寸實際上是原子尺寸。而且這種方法還充滿缺陷，這也是因為極小的噴塗厚度而產生。

來自澳大利亞和美國的一組科學家共同開發了一種新方法，該方法可以在幾乎任何襯底（實際上是2D材料）上創建原子厚度半導體的無缺陷層。用這種材料製成的電晶體溝道具有優異的導電性和極低的散射性，因為其中只有一條電子路徑，並且電子通道的厚度約為一個原子。

為了在襯底上產生半導體2D元件，提出了使用液態金屬，特別是熔點為29.8℃的金屬鎵。液相中金屬表面張力的作用使其非常適合在其表面上形成無晶界的連續多晶化合物。這種有前途的化合物，例如，是二硫化鉬（MoS2）。在存在硫和鉬的情況下，充滿自由電子的金屬鎵表面很容易在其自身上形成連續且最薄的半導體MoS2層。就像將手套拉到手上一樣簡單。

由於靜電力，半導體MoS2薄膜也很容易從液態金屬中去除。它只是經過帶電的非金屬基材，可以是矽，玻璃，塑料或其他東西。因此，順便說一下，這種2D材料沉積方法可以成為柔性電子學發展的巨大動力。

在下一階段，科學家將尋找具有導體和絕緣體特性的2D材料沉積技術，他們將砷化鎵，硫化鎵，銦和氧化錫等材料用於沉積。同樣，研究人員將修改建議的技術流程，以適用於工廠批量生產而不是實驗室。他們希望在幾年內用2D材料生產具有電晶體的晶片成為現實。

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