輝鉬材料異軍突起 或成為新一代半導(dǎo)體材料
2011年02月10日 10:21 4070次瀏覽 來源： 科技日報 分類： 鉬
近日，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)納米電子學(xué)與結(jié)構(gòu)(LANES)實驗室稱，用一種名為輝鉬(MoS2)的單分子層材料制造半導(dǎo)體，或用來制造更小、能效更高的電子芯片，在下一代納米電子設(shè)備領(lǐng)域，將比傳統(tǒng)的硅材料或富勒烯更有優(yōu)勢。研究論文發(fā)表在1月30日的《自然-納米技術(shù)》雜志上。
輝鉬在自然界中含量豐富，通常用于合金鋼或潤滑油添加劑中的成分，在電子學(xué)領(lǐng)域尚未得到廣泛研究。“它是一種二維材料，非常薄，很容易用在納米技術(shù)上，在制造微型晶體管、發(fā)光二極管(LEDs)、太陽能電池等方面有很大潛力。”洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院教授安德列斯?凱斯說，他們將這種材料同硅以及當(dāng)前主要用于電子和計算機芯片的富勒烯進行了對比。
同硅相比，輝鉬的優(yōu)勢之一是體積更小，輝鉬單分子層是二維的，而硅是一種三維材料。“在一張0.65納米厚的輝鉬薄膜上，電子運動和在兩納米厚的硅薄膜上一樣容易。”凱斯解釋說，“但目前不可能把硅薄膜做得像輝鉬薄膜那么薄。”
輝鉬的另一大優(yōu)勢是比硅的能耗更低。在固態(tài)物理學(xué)中，能帶理論描述了在特定材料中電子的能量。在半導(dǎo)體中，自由電子存在于這些能帶之間，稱為“帶隙”。如果帶隙不太小也不太大，某些電子就能跳過帶隙，能更有效控制材料的電子行為，開關(guān)電路更容易。
輝鉬單分子層內(nèi)部天然就有較大的帶隙，雖然它的電子流動性較差，但在制造晶體管時，用一種氧化鉿介質(zhì)柵門就可使室溫下單層輝鉬的運動性大大提高，達到富勒烯納米帶的水平。富勒烯沒有帶隙，要想在上面人為造出帶隙非常復(fù)雜，還會降低其電子流動性，或者需要高電壓。由于輝鉬直接就有帶隙，可以用單層輝鉬制造間帶通道場效應(yīng)晶體管，且在穩(wěn)定狀態(tài)下耗能比傳統(tǒng)硅晶體管小10萬倍。在光電子學(xué)和能量捕獲應(yīng)用領(lǐng)域，單層輝鉬還能與富勒烯共同使用，形成優(yōu)勢互補。
責(zé)任編輯：lee
如需了解更多信息，請登錄中國有色網(wǎng)：www.luytgc.com了解更多信息。
中國有色網(wǎng)聲明：本網(wǎng)所有內(nèi)容的版權(quán)均屬于作者或頁面內(nèi)聲明的版權(quán)人。
凡注明文章來源為“中國有色金屬報”或 “中國有色網(wǎng)”的文章，均為中國有色網(wǎng)原創(chuàng)或者是合作機構(gòu)授權(quán)同意發(fā)布的文章。
如需轉(zhuǎn)載，轉(zhuǎn)載方必須與中國有色網(wǎng)（ 郵件：cnmn@cnmn.com.cn 或 電話：010-63971479）聯(lián)系，簽署授權(quán)協(xié)議，取得轉(zhuǎn)載授權(quán)；
凡本網(wǎng)注明“來源：“XXX（非中國有色網(wǎng)或非中國有色金屬報）”的文章，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不構(gòu)成投資建議，僅供讀者參考。
若據(jù)本文章操作，所有后果讀者自負，中國有色網(wǎng)概不負任何責(zé)任。
