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厚度僅100nm!新型超薄晶體薄膜半導體被成功研制

據(jù)美國趣味科學網(wǎng)站16日報道,來自美國麻省理工學院、美國陸軍作戰(zhàn)能力發(fā)展司令部(DEVCOM)陸軍研究實驗室和加拿大渥太華大學等機構(gòu)的科學家,利用名為三元石英的晶體材料,成功研制出一種新型超薄晶體薄膜半導體。

薄膜厚度僅100納米,約為人頭發(fā)絲直徑的千分之一。其中電子的遷移速度創(chuàng)下新紀錄,約為傳統(tǒng)半導體的7倍。這一成果有助科學家研制新型高效電子設(shè)備。dl7esmc

研究論文通訊作者、麻省理工學院的賈加迪什·穆德拉指出,他們通過分子束外延過程制造出了這款薄膜半導體。該過程需要精確控制分子束,逐個原子地構(gòu)建材料,這樣獲得的材料瑕疵最小最少,從而實現(xiàn)更高的電子遷移率。dl7esmc

研究人員向這種薄膜半導體施加電流時,記錄到電子以10000平方厘米/伏秒的破紀錄速度遷移。相比之下,在標準硅半導體內(nèi),電子的遷移速度通常約為1400平方厘米/伏秒;在傳統(tǒng)銅線中則更慢。dl7esmc

研究人員將這種薄膜半導體比作“不堵車的高速公路”,認為這有助于研制更高效、更可持續(xù)的電子設(shè)備,如自旋電子設(shè)備和可將廢熱轉(zhuǎn)化為電能的可穿戴熱電設(shè)備。dl7esmc

研究團隊指出,即使材料中最微小的瑕疵也會阻礙電子運動,從而影響電子遷移率。他們希望進一步改進制作過程,讓薄膜變得更纖薄,從而更好地應(yīng)用于未來的自旋電子設(shè)備和可穿戴熱電設(shè)備。dl7esmc

責編:Elaine
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