【48812】北美科学家研制出新式薄膜半导体电子搬迁速度约为传统半导体7倍

时间: 2024-08-23 03:19:56 |   作者: 家居及玩具

  IT之家 7 月 20 日音讯，来自美国麻省理工学院、加拿大渥太华大学等组织的科学家，使用一种名为三元碲铋矿（ternary tetradymite）的晶体资料研制出一种新式超薄晶体薄膜半导体。

  据介绍，这种“薄膜”厚度仅 100 纳米，其间电子的搬迁速度约为传统半导体的 7 倍然后创下新纪录。这一效果有助科学家研制出新式高效电子设备。相关论文现已发表于《今天资料物理学》杂志（IT之家附 DOI:10.1016/j.mtphys.2024.101486）。

  据介绍，这种“薄膜”主要是经过“分子束外延技能”精密操控分子束并“逐一原子”构建而来的资料。这种工艺可以制造出基本上没有缺点的资料，以此来完结更高的电子搬迁率（即电子在电场效果下穿过资料的难易程度）。

  简略来说，当科学家向“薄膜”施加电流时，他们记载到了电子以 10000 cm/V-s 的速度发生移动。相比之下，电子在“硅半导体”中的移动速度约为 1400 cm/V-s，而在传统铜线中则要更慢。

  这种超高的电子搬迁率意味着更好的导电性。这反过来又为更高效、更强壮的电子设备铺平了路途，这些设备发生的热量更少，糟蹋的能量更少。

  研讨人员将这种“薄膜”的特性比方成“不会堵车的高速公路”，他们表明这样一种资料“关于更高效、更省电的电子设备至关重要，可以用更少的电力完结更多的作业”。

  科学家们表明，潜在的使用包含将“废热”转换成电能的可穿戴式热电设备，以及使用电子自旋而不是电荷来处理信息的“自旋电子”设备。

  科学家们经过将“薄膜”置于极寒磁场环境中来丈量资猜中的电子搬迁率，然后经过对薄膜通电丈量“量子振动”。当然，这样一种资料即便只需细小的缺点也会影响电子搬迁率，因而科学家们期望可以经过改善薄膜的制备工艺来获得更好的成果。

  麻省理工学院物理学家 Jagadeesh Moodera 表明：“这表明，只需可以恰当操控这些杂乱体系，咱们就能轻松完结巨大进步。咱们正朝着正确的方向行进，咱们将进一步研讨、一直在改善这样一种资料，期望使其变得更薄，并用于未来的自旋电子学和可穿戴式热电设备。”