打开石墨烯带隙 开启石墨烯芯片制造领域大门
科技日报记者 陈曦 通讯员 刘延俊 4日,打开大门记者从天津大学获悉,石墨该校纳米颗粒与纳米系统国际研究中心的烯带隙开芯片马雷教授团队攻克了长期以来阻碍石墨烯电子学发展的关键技术难题,在保证石墨烯优良特性的启石前提下,打开了石墨烯带隙,墨烯成为开启石墨烯芯片制造领域大门的制造重要里程碑。该研究成果论文《碳化硅上生长的领域超高迁移率半导体外延石墨烯》1月3日在线发表于国际期刊《自然》。 据介绍,打开大门石墨烯作为首个被发现可在室温下稳定存在的石墨二维材料,未来在微电子学领域有极大的烯带隙开芯片应用前景。但其独特的启石狄拉克锥能带结构,导致了“零带隙”的墨烯特性,成为石墨烯在半导体领域应用的制造阻碍,这也是领域困扰石墨烯研究者数十年的难题。 马雷团队通过对外延石墨烯生长过程的打开大门精确调控,成功在石墨烯中引入了带隙,创造了一种新型稳定的半导体石墨烯。这种半导体石墨烯的电子迁移率远超硅材料,表现出了十倍于硅的性能,并且拥有硅材料所不具备的独特性质。 “团队通过严格控制生长环境的温度、时间及气体流量,确保了碳原子在碳化硅衬底上能形成高度有序的结构。”马雷介绍。 据了解,该项研究实现了三方面技术革新。首先,采用创新的准平衡退火方法,制备出超大单层单晶畴半导体外延石墨烯(SEG),其具有生长面积大、均匀性高,工艺流程简单、成本低廉等优势,弥补了传统生产工艺的不足;第二,该方法制备的半导体石墨烯,拥有约600毫电子伏带隙以及高达5500厘米平方每伏特秒的室温霍尔迁移率,优于目前所有二维晶体至少一个数量级。高迁移率意味着,单位时间内承载的信息量越高,计算机运算速率越快,处理信息的速度更快;最后,以该半导体外延石墨烯制备的场效应晶体管开关比高达10000,基本满足了工业化应用需求。 随着摩尔定律所预测的极限日益临近,半导体石墨烯的出现为高性能电子器件带来了全新的材料选择,其突破性的属性满足了对更高计算速度和微型化集成电子器件不断增长的需求,也为整个半导体行业注入了新动力。 (天津大学供图)
-
上一篇
-
下一篇
- 最近发表
- 随机阅读
-
- 北京延庆:全方位展示非遗文化魅力
- 走进农家书屋丨青岛西海岸新区:农家书屋为乡村振兴添智赋能
- 高质量发展调研行丨湖北秭归:岸电护航 靠港船舶有了“绿色引擎”
- 如何打开地震预警功能?不同手机型号方式汇总→
- 国家发展改革委规范铁路项目中央预算内投资管理
- 世界最大跨径双层悬索桥主塔桩基完工
- 成都城市文化让大运会老外“沉醉”
- 科学抢救玉米 夺取秋粮丰收
- 小行星表面第一次探测到水分子,为揭示太阳系中水的分布提供新线索
- 高质量发展调研行丨湖北许家冲村 :绿水青山成为乡村振兴的“金钥匙”
- 有勇气会“智算” 这位飞行员搞小程序开发创新战法
- 河北涿州等地防汛救援,现场直击
- 从春运新变化看中国经济新春“人面”
- 山东省德州市平原县发生5.5级地震 已有10人受轻微伤
- AVS3标准正式纳入ETSI 中国自主标准“走出去”再迎里程碑
- 财政部、水利部紧急下达4.5亿元中央财政水利救灾资金
- 中国空间站送来龙年新春祝福
- 45.684亿岁!太阳系“老”了110万年
- 台风“卡努”为何转向?对我国有哪些影响?专家解读来了
- 宜城制梁场首榀箱梁下线 襄荆铁路建设再提速
- 搜索
-