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標題: 以TMD材料取代矽﹐推進下一代更小﹑更有效率半導體晶片 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2024-7-16 07:49 AM 標題: 以TMD材料取代矽﹐推進下一代更小﹑更有效率半導體晶片

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　　根據摩爾定律﹐積體電路可容納的電晶體數目約每2年便增加1倍﹐但這條定律即將走到盡頭。隨著矽晶片越做越小﹐進入2奈米製程後功能﹑尺寸便幾乎達到物理極限﹐因此研究人員正在開發更小﹑更薄﹑更有效率的下一代晶片以過渡金屬二硫屬化物(TMD)替代矽材料。
　　當前所有電子設備都使用以矽製成的晶片﹐半導體產業也藉由不斷縮小電晶體尺度來提升元件效能﹐然而日益縮小的元件終將面臨製程技術與物理瓶頸﹐科學家只好開始尋找替代三維矽的下一任半導體支柱。其中﹐僅原子層厚度的二維層狀半導體材料近年備受矚目﹐比如過渡金屬二硫族化物(transition metal dichalcogenides﹐TMD)﹐許多公司已在二維材料晶片投入大量資金﹔最近﹐普林斯頓電漿物理實驗室(PPPL)物理學研究團隊也在《2D Materials》期刊發表新論文﹐詳細介紹TMD原子結構可能發生的變化﹑發生原因及它們如何影響材料。這些資訊為改進下一代電腦晶片所需流程奠定基礎。
　　過渡金屬二硫族化物(TMD)材料關鍵特徵是二維結構的大原子相互作用﹐如二碲化鎢(WTe2)表現出反常巨磁阻和超導性﹐其餘如﹕二硫化鉬(MoS2)﹑二硫化鎢(WS2)﹑二硒化鉬(MoSe2)﹑二硒化鎢(WSe2)等﹐也都是極具潛力的二維層狀半導體材料。研究人員解釋﹐TMD可以薄到僅3個原子厚度﹐把它想像成由硫族元素(硫﹑硒﹑碲)製成的金屬小三明治﹐中間餡料可為任何過渡金屬原子(元素週期表第 3 族到第 12 族的金屬)。
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　　塊狀TMD則具有5層或更多層原子排列成晶體結構﹐有時候科學家會在晶格結構某處發現缺少1個原子﹑或在奇怪位置找到1個原子﹐這種「缺陷」偶爾能為材料帶來正面影響﹐比如某些TMD缺陷反而使半導體導電性更強。無論好壞﹐科學家必須瞭解引發缺陷的原因並加以利用。之前﹐科學家發現塊狀TMD含有多餘電子﹐現在研究團隊指出﹐這些多出的電子可能由氫氣引起。
　　根據缺陷的類型與性質﹐材料也會有不同表現與性能。比如多餘電子會形成n型半導體材料﹐失去電子留下電洞則使材料成為p型。至於我們還要等多久才能在手機﹑PC看到TMD晶片的應用﹖專家認為﹐到2030年可能就會出現實際用於設備的TMD電晶體。

作者: jason222333 時間: 2024-7-16 09:18 PM

可以用奈米碳管做半導體嗎會不會更好呢

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