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研究人员开发新技术可将不同材料集成于单一芯片层-【新闻】

发布时间:2021-05-24 07:11:06 阅读: 来源:剪板机厂家

研究人员开发新技术 可将不同材料集成于单一芯片层以前,只有晶格非常匹配的材料能被整合在一个芯片层上。据美国麻省理工学院(MIT)网站27日报道,该校研究人员开发了一种全新的芯片制造技术,可将两种晶格大小非常不一致的材料二硫化钼和石墨烯集成在一层上,制造出通用计算机所需的电路元件芯片。研究或有助于功能更强大计算机的研制。

在实验中,研究人员先将一层石墨烯铺在硅基座上,再将希望平铺二硫化钼处的石墨烯蚀刻掉,在基座的一端放置一根由PTAS材料制成的固体条,接着,加热PTAS并让气体流经它穿过基座。气体会携带PTAS分子并附着到暴露的硅上,但不会附着在石墨烯上。当PTAS分子附着时,会催化同其他气体的反应,导致一层二硫化钼形成。

研究人员将论文发表在一期《先进材料》上。论文第一作者、MIT电子研究实验室的凌熙(音译)说:新芯片内的材料层仅1到3个原子厚,有助于制备出超低能耗的隧穿晶体管处理器,从而制造出功能更强大的计算机。技术也有助于将光学元件整合进计算机芯片内。

晶体管作为一种可变电流开关,要么允许电荷穿过,要么阻止电荷穿过。而在隧穿晶体管内,电荷会通过量子力学效应穿过壁垒。量子隧穿效应在微小尺度上更明显,比如在新芯片1到3个原子厚度的材料层上。另外,电子隧穿对限制传统晶体管效率的热现象免疫。所以,隧穿晶体管不仅能以极低的能耗操作,且能获得更高的速度。

凌熙表示,制造技术适用于任何与二硫化钼类似的材料。该研究论文另一作者、电子工程和计算机科学硕士林宇轩(音译)表示:这是一种全新的结构,可能会引发新的物理学。

哈佛大学物理学教授菲利普基姆认为:研究证明,两种完全不同的二维材料可以被控制整合在一个层,得到一个横向异质结构,这令人印象深刻。

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