下一代芯片微型化难题终获解决方案：原子级间隙问题被“拉链材料”攻克
二维材料被视为下一代计算机芯片的希望之星，但一个几乎看不见的原子级缺陷可能让数十亿美元的研发投入打水漂。维也纳工业大学的研究人员发现，当石墨烯或二硫化钼等二维材料与芯片所需的绝缘层配对时，两者之间不可避免地会形成一个仅0.14纳米的原子级间隙——这个比单个硫原子还薄的缝隙足以显著削弱电子性能，并为进一步微型化设置根本性障碍。 发表在《Science》上的这项研究由维也纳工业大学微电子研究所的Mahdi Pourfath教授和Tibor Grasser教授共同完成。“多年来，研究人员理所当然地被新型二维材料的卓越电子特性所着迷，”Pourfath教授说，“然而经常被忽视的是，仅靠二维材料并不能构成电子设备。我们还需要绝缘层——通常是氧化物。而这正是事情变得更加复杂的地方。” 现代晶体管通过在导电和非导通状态之间切换半导体来工作。在未来的芯片中，这种半导体可能是超薄的二维材料，由栅极电极控制，而栅极电极必须通过绝缘层与活性材料分离......阅读全文
下一代芯片微型化难题终获解决方案：原子级间隙问题被“拉链材料”攻克
二维材料被视为下一代计算机芯片的希望之星，但一个几乎看不见的原子级缺陷可能让数十亿美元的研发投入打水漂。维也纳工业大学的研究人员发现，当石墨烯或二硫化钼等二维材料与芯片所需的绝缘层配对时，两者之间不可避免地会形成一个仅0.14纳米的原子级间隙——这个比单个硫原子还薄的缝隙足以显著削弱电子性能，并为
新技术：原子级晶体管在柔性材料上的实现
多年来，超薄、灵活的计算机电路一直是个工程目标，但技术障碍阻碍了实现高性能所需的设备小型化程度。现在，美国斯坦福大学的研究人员发明了一种制造技术，可在柔性材料上生产出长度不到100纳米的原子级薄晶体管。17日发表在《自然·电子学》上的一篇论文详细介绍了这项技术。 研究人员表示，随着技术的进步，
芯片上“长”出原子级薄晶体管
美国麻省理工学院一个跨学科团队开发出一种低温生长工艺，可直接在硅芯片上有效且高效地“生长”二维（2D）过渡金属二硫化物（TMD）材料层，以实现更密集的集成。这项技术可能会让芯片密度更高、功能更强大。相关论文发表在最新一期《自然·纳米技术》杂志上。这项技术绕过了之前与高温和材料传输缺陷相关的问题，缩短
单层二维材料可批量制造超薄晶体管
一种叫做二硫化钼的二维新材料可以在硅衬底上长出单层薄膜，为柔性电子器件的生产开辟了条新路。 用仅有几个原子那么厚的薄膜做出微型、柔性的电路，一直是研究人员的梦想。然而，把这类二维薄膜生长到需要的规模，并生产出成批可靠的电子设备一直是个难题。 现在，材料科学家们已经找出一种方法，可以在直径10
二维材料成功集成到硅微芯片内
沙特阿卜杜拉国王科技大学科学家在27日出版的《自然》杂志上发表论文指出，他们成功将二维材料集成在硅微芯片上，并实现了优异的集成密度、电子性能和良品率。研究成果将帮助半导体公司降低制造成本，及人工智能公司减少数据处理时间和能耗。二维材料有望彻底改变半导体行业，但尽管科学家们研制出了多款类似设备，但技术
二维材料成功集成到硅微芯片内
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/3/497276.shtm 微芯片内的设备和电路的光学显微镜图像。图片来源：《自然》杂志网站 科技日报北京3月28日电 （记者刘霞）沙特阿卜杜拉国王科技大学科学家在27日出版的《自然》杂志上发表论
精准制造：从微纳米迈向原子尺度
“空天海地的网络建设，信息世界感知力、通信力以及智算力的建设，迫切需要高端、新型的硅基芯片。然而‘自上而下’的光刻技术制造方式已经接近物理极限。”在日前举行的香山科学会议上，中国科学院院士许宁生说，全球精准制造的竞争已从微纳米尺度迈向原子尺度，未来硅基芯片的发展水平将取决于大规模原子制造技术水平
上海微系统所开发出面向二维集成电路的单晶金属氧化物栅介质晶圆
中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员狄增峰团队在面向低功耗二维集成电路的单晶金属氧化物栅介质晶圆研制方面取得进展。8月7日，相关研究成果以《面向顶栅结构二维晶体管的单晶金属氧化物栅介质材料》（Single-crystalline metal-oxide dielectrics for top-
上海微系统所开发出面向二维集成电路的单晶金属氧化物栅介质晶圆
中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员狄增峰团队在面向低功耗二维集成电路的单晶金属氧化物栅介质晶圆研制方面取得进展。8月7日，相关研究成果以《面向顶栅结构二维晶体管的单晶金属氧化物栅介质材料》（Single-crystalline metal-oxide dielectrics for top-
科学家开发面向二维集成电路的单晶金属氧化物栅介质晶圆
8月7日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所（以下简称上海微系统所）研究员狄增峰团队，在面向低功耗二维集成电路的单晶金属氧化物栅介质晶圆研制方面取得突破性进展，相关研究发表于《自然》。硅基集成电路是现代技术进步的基石，但在尺寸缩小方面面临着严峻的挑战。二维半导体材料具有高载流子迁移率和抑制短沟道效
英国研究实现二维材料多层原子精确组装
由英国国家石墨烯研究所领导的团队，利用无机印模在超高真空环境中精确地将二维晶体“拾取并放置”到多达8个单层的范德华异质结构中，创建最干净、最均匀的二维材料堆栈。该技术具有三个方面先进性：一是原子级清洁界面，新的印模设计能够在扩展区域的堆叠二维材料之间创建原子级清洁界面，这是对现有技术的重大改进。
英国研究实现二维材料多层原子精确组装
由英国国家石墨烯研究所领导的团队，利用无机印模在超高真空环境中精确地将二维晶体“拾取并放置”到多达8个单层的范德华异质结构中，创建最干净、最均匀的二维材料堆栈。该技术具有三个方面先进性：一是原子级清洁界面，新的印模设计能够在扩展区域的堆叠二维材料之间创建原子级清洁界面，这是对现有技术的重大改进。
科学家开发面向二维集成电路的单晶金属氧化物栅介质晶圆
8月7日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所（以下简称上海微系统所）研究员狄增峰团队，在面向低功耗二维集成电路的单晶金属氧化物栅介质晶圆研制方面取得突破性进展，相关研究发表于《自然》。硅基集成电路是现代技术进步的基石，但在尺寸缩小方面面临着严峻的挑战。二维半导体材料具有高载流子迁移率和抑制短沟道效
北京大学一天宣布两大芯片成果
《Cell》（细胞）、《Nature》（自然）和《Science》（科学）三本杂志号称三个世界顶级学术刊物，简称为CNS，是科研工作者的最爱，我国每年公布的世界十大科技新闻大多来源于CNS。 其中，《Nature》杂志创刊于1869年，由Springer Nature出版社出版。150多年以来
我科学家开发出面向低功耗芯片的绝缘材料
中国科学院上海微系统与信息技术研究所狄增峰研究员团队研发出面向二维集成电路的单晶氧化铝栅介质材料——人造蓝宝石。这种材料具有卓越的绝缘性能，未来可用于开发低功耗芯片。相关成果7日发表在国际学术期刊《自然》上。二维集成电路采用厚度仅为1个或几个原子层的二维半导体材料构建，是下一代集成电路芯片的理想沟道
我国科学家开发出面向新型芯片的绝缘材料
作为组成芯片的基本元件，晶体管的尺寸随着芯片缩小不断接近物理极限，其中发挥着绝缘作用的栅介质材料十分关键。中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员狄增峰团队开发出面向二维集成电路的单晶氧化铝栅介质材料——人造蓝宝石，这种材料具有卓越的绝缘性能，即使在厚度仅为1纳米时，也能有效阻止电流泄漏。相关成果
石墨烯材料探路二维材料“新世界”
尽管芯片制程已经一步步逼近物理极限，人们对集成电路性能和尺寸的要求却丝毫没有降低。基于新结构、新原理的二维半导体器件以其独特的性能，有望解决硅基器件面临的“瓶颈”。然而，二维材料超薄的厚度（原子级厚度）使其十分脆弱，加工制造过程中极易造成材料损伤或掺杂，从而导致器件实际性能与预期存在巨大差异。
我国实现相同工艺器件集成度翻倍并获卓越性能
12月9日，《自然—电子学》发表复旦大学微电子学院教授周鹏、研究员包文中及信息科学与工程学院研究员万景团队的论文。研究人员设计出一种晶圆级硅基二维互补叠层晶体管，可以在相同的工艺节点下，实现器件集成密度翻倍，并获得卓越的电学性能。硅基二维叠层晶圆级制造与器件结构 受访者供图传统集成电路技
石墨烯“表亲”硅烯晶体管首秀
2月初，研究者揭示了第一块硅烯晶体管的相关细节，如果这种硅薄层结构能应用于电子设备的制造，可能会推动半导体工业实现终极的微型化。 七年前，硅烯还只是理论家的一个梦。在对石墨烯（单原子层厚度、蜂巢状的碳材料）的狂热兴趣的驱动下，研究者推测硅原子也许也能形成类似的层状结构。而如果这种硅薄层结构能应
又一突破，我国科学家首创晶体制备新方法
从“盖房子”到“顶竹笋”：我国科学家首创晶体制备新方法。 晶体是计算机、通讯、航空、激光技术等领域的关键材料。传统制备大尺寸晶体的方法，通常是在晶体小颗粒表面“自下而上”层层堆砌原子，好像“盖房子”，从地基逐层“砌砖”，最终搭建成“屋”。 北京大学科研团队在国际上首创出一种全新的晶体制备方法
全球最小晶体管抛弃硅材料
北京时间10月7日晚间消息，美国劳伦斯伯克力国家实验室(以下简称“伯克力实验室”)教授阿里-加维(Ali Javey)领导的一个研究小组日前利用碳纳米管和一种称为二硫化钼的化合物开发出了全球最小的晶体管。 晶体管由三个终端组成：源极(Source)、漏极(Drain)和栅极(Gate)。电流从
超越硅极限二维晶体管诞生
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/4/497868.shtm“在弹道输运晶体管中，电子像子弹一样穿过沟道没有受到碰撞，能量没有被散射损失掉，所以弹道率越高的器件，能量利用效率更高。”近日，北京大学电子学院研究员邱晨光向《中国科学报》解释。随着硅
延续摩尔定律，二维晶体管潜力如何？
自20世纪60年代以来，电子电路上可容纳的元器件数量每两年便增加一倍，这种趋势就是著名的摩尔定律。随着晶体管越来越小，硅芯片上可容纳的元器件数量在不断增加。但目前看来，硅晶体管正接近它的物理极限。只有开发出全新类型的材料和设备，才能释放下一代计算机的潜力。单分子厚晶体管芯片或许能用来驱动下一代计
科学家认为硅烯或将赶超石墨烯－实现后来居上
7年前，硅烯还只是理论学家的一个梦想。受石墨烯——由仅是单原子厚度的按蜂窝状晶格排列的碳原子构成的著名材料——热情的驱动，研究人员推测，硅原子也可能形成类似的表面。而且如果它们可以被用于制作电子产品，硅烯胶片将会使半导体工业实现微型化的终极梦想。 美国得克萨斯州立大学纳米材料研究人员、参与制作
中国科学家首创“蒸笼”方法“长出”高性能晶体管新材料
这是2025年6月18日在北京大学物理学院拍摄的基于二维硒化铟半导体晶圆的集成晶体管阵列。 集成电路是现代信息技术的核心基础。近年来，随着硅基芯片性能逐步逼近物理极限，开发新型高性能、低能耗半导体材料，成为全球科技研发热点。其中，二维层状半导体材料硒化铟因迁移率高、热速度快等优良性能，被视为有望打
中国科大在二维器件范德华接触研究中取得进展
近日，我校合肥微尺度物质科学国家研究中心曾华凌教授、物理学院乔振华教授和化学与材料科学学院邵翔教授在二维电学器件范德华接触研究中取得新进展，展示了一种制备二维电学器件的“全堆叠”技术，优化了二维材料与金属电极之间的界面接触，为二维电学器件的制备提供了一种高效、高质量且高稳定性的普适方法。相关研究成果
科学家研制出新型量子晶体管
记者日前从中科大获悉：该校郭国平教授研究组与日本科学家合作，首次在半导体柔性二维材料体系中实现了全电学调控的量子点器件。这种新型半导体量子晶体管为制备柔性量子芯片提供了新途径。最新一期国际权威学术期刊《科学·进展》发表了该成果。 经过几十年发展，半导体门控量子点作为一种量子晶体管，已成为制备量
首次发现由过渡金属元素构造的二维原子晶体材料
石墨烯的非凡性质根源于其蜂窝状晶格中的粒子隧穿。近年来，石墨烯的成功使得人们关注其他新型二维蜂窝状材料的研究，以进一步探索蜂窝状结构非同寻常的电子学性质。中科院物理研究所纳米物理与器件实验室高鸿钧研究组在Ir(111)衬底上成功制备出硅烯，并深入研究了它的几何、电学性质以及和基底的相互作用
自然图案化新型二维原子晶体材料及其功能化进展
石墨烯是一种由碳原子构成的蜂窝状单层结构。2004年Andre Geim和Konstantin Novoselov用剥离方法成功制备石墨烯并发现了其新奇的量子特性，2010年他们因此获得了诺贝尔物理学奖。石墨烯具有超高的载流子迁移率、超高的透光率、室温下的量子霍尔效应等优良特性，使其在电子学、光
微流控芯片的材料
微流控芯片起源于MEMS（微机电系统）技术，早期常用的材料是硅和玻璃。近年来高分子聚合物材料己经成为微流控芯片加工的主要材料，它的种类多、价格便宜、绝缘性好、性能指标优，可施加高电场实现快速分离，加工成型方便，易于实现批量化生产。 硅具有散热好、强度大、价格适中、纯度高和耐腐蚀等优点。随着微电