新型二維材料續(xù)寫摩爾定律對(duì)晶體管預(yù)言
近年來,半導(dǎo)體行業(yè)總是籠罩在摩爾定律難以為繼的陰霾之下。但北京大學(xué)物理學(xué)院研究員呂勁團(tuán)隊(duì)與楊金波、方哲宇團(tuán)隊(duì)最新研究表明,新型二維材料或?qū)⒗m(xù)寫摩爾定律對(duì)晶體管的預(yù)言。他們?cè)陬A(yù)測(cè)出“具有蜂窩狀原子排布的碳原子摻雜氮化硼(BNC)雜化材料是一種全新二維材料”后,這次發(fā)表在《納米通訊》上的研究,通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這類材料存在能谷極化現(xiàn)象,并具有從紫外拓展到可見光、近紅外以及遠(yuǎn)紅外波段的可調(diào)能隙功能。 呂勁告訴科技日?qǐng)?bào)記者,能谷是指能帶上具有螺旋特性的極值,不同能谷的電子在旋轉(zhuǎn)方向上恰好相反。能谷極化是指兩個(gè)不同螺旋性的能谷占據(jù)電子數(shù)不相等。 二維狄拉克材料能隙被打開 呂勁告訴科技日?qǐng)?bào)記者,得益于極薄的尺寸和光滑的表面,較之三維材料,二維材料具有更好的門控性能和載流子傳輸特性。 然而,以石墨烯為代表的二維狄拉克材料(包括硅烯和鍺烯)在費(fèi)米面附近具有類似于光子的線性能量動(dòng)量色散,雖然具有很高的載流子遷移率,遺憾的是它們本身沒有能隙,不是理想的半導(dǎo)體材料。 呂勁團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),具有起皺結(jié)構(gòu)的單層硅烯和鍺烯可以被垂直的電場(chǎng)打開能隙,隨后他們用計(jì)算機(jī)巧妙模擬了處于電場(chǎng)下的硅烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管的工作!坝(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展使得計(jì)算凝聚態(tài)物理和計(jì)算材料學(xué)成為重要研究手段! 二維材料晶體管表現(xiàn)優(yōu)異 |