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

美国发现新型二维半导体材料

  近日,美国犹他大学发现一种新型二维半导体材料一氧化锡。据了解,该材料可用于制备计算机处理器和图形处理器等电子设备内的晶体管,有助于研制出运行速度更快、更加节约能源的智能手机和计算机等电子设备。  当前,电子设备内晶体管的玻璃基板由许多层三维材料构成,如硅材料。其弊端在于当电子通过时,会在所有层内

二维材料研发取得新成果

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/4/520587.shtm

二维材料家族添加全新成员

  中国科学技术大学化学与材料科学学院吴长征教授实验课题组和武晓君教授理论计算课题组合作,成功实现非范德华力层状材料精准剥离,获得保持计量比的二维材料,为二维材料家族添加全新成员。该新二维材料展现出较之块材提升三个数量级的室温超离子导电行为。相关成果于日前在线发表在《自然•化学》杂志上。  近年来,

二维半导体材料家族又有“小鲜肉”

  据美国犹他大学官网消息,该校工程师最新发现一种新型二维半导体材料一氧化锡(SnO),这种单层材料的厚度仅为一个原子大小,可用于制备电子设备内不可或缺的晶体管。研究人员表示,最新研究有助于科学家们研制出运行速度更快且能耗更低的计算机和包括智能手机在内的移动设备。  一氧化锡这个“小鲜肉”由犹他大学

宁波材料所在二维纳米防护薄膜材料方面取得进展

  石墨烯具有大的比表面积、高的化学惰性以及优异的阻隔性,被认为是已知最薄的防护材料,采用化学气相沉积(CVD)法制备的石墨烯薄膜可直接用于金属的腐蚀防护,逐渐成为制备石墨烯防护薄膜最主要的方法。但石墨烯薄膜在制备过程不可避免会引入空位、晶界等结构缺陷,将其长时间暴露在空气中,腐蚀介质容易通过这些缺

工业硅片上长出“完美”二维超薄材料

  据发表在最新一期《自然》杂志上的论文,美国麻省理工学院工程师开发出一种“非外延单晶生长”方法,在工业硅晶圆上生长出纯净的、无缺陷的二维材料,以制造越来越小的晶体管。  根据摩尔定律,自20世纪60年代以来,微芯片上的晶体管数量每年都会翻一番。但这一趋势预计很快就会趋于平缓,因为用硅制成的器件一旦

超越硅基极限的二维晶体管问世

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/1/515818.shtm 稀土元素钇诱导相变欧姆接触理论和原子级可控精准掺杂技术(北京大学供图)芯片是信息世界的基础核心,传统晶体管因接近物理极限而制约了芯片的进一步发展。原子级厚度的二维半导体理论上

2024上海芯片粘合材料展「2024中国大型芯片粘合材料博览会」

展会名称:2024中国(上海)国际半导体展览会英文名称:China (shanghai) int'l Circuit board & Electronic assembly Show 2024展会时间:2024年11月18-20日 论坛时间:2024年11月18-19日 展会地点:上海新国际

利用纳米级3D打印有机材料的生物芯片

制作生物芯片是研究疾病的关键技术,现在正在变得更容易一些。新的纳米印刷工艺使用镀金金字塔,LED光源和光化学反应,在单一生物芯片表面印刷比以往更多的有机材料。设备外观该技术使用一系列覆盖在金元素中并安装在原子力显微镜上的聚合物金字塔。这些大小为1平方厘米的阵列包含数以千计的小金字塔,并带有允许光线通

二维原子晶体材料表层氧缺陷的调控及物性研究获进展

  二氧化铈(CeO2)是一种可还原氧化物材料,它可以在还原性气氛中产生表层氧缺陷,在氧化性气氛中修复氧缺陷。这种氧离子存储特性使得它在燃料电池固态电解液材料、高性能汽车尾气净化器等方面有非常好的应用前景。CeO2(111) 二维原子晶体材料(或薄膜)最表层的O-Ce-O单元层里存在着表层和亚表层两

中科院大连化物所发二维材料限域单原子催化综述

  大连化物所催化基础国家重点实验室邓德会研究员、包信和院士团队在二维材料限域单原子催化研究方面的工作受到国际同行的广泛关注。受邀在Chemical Reviews期刊上并以封面形式发表以“Catalysis with Two-Dimensional Materials Confining Sing

“自然图案化”的新型二维原子晶体材料及其功能化研究

  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

新型二维原子晶体材料及其功能化研究取得新进展

  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,他们因此获得2010年诺贝尔物理学奖。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,在电子学、光学、

纳米材料间“拉链”性能认知-将助力微纳米电路元器件研制

  最近一期微纳米研究领域的国际标志性刊物《纳米尺度》(Nanoscale)上,发表了上海交通大学李寅峰教授课题组有关二维纳米材料晶界的最新研究成果,系统揭示了石墨烯和氮化硼面内杂化结构中晶界的力学、热学特性和机理。图片来源于网络  二维纳米材料具有传统材料无法企及的优异物理化学性能,其性能调控是材

新年第一篇!南京大学成果登Nature

  下一代电子技术的发展需要将通道材料厚度缩小到二维极限,同时保持超低的接触电阻。过渡金属二卤属化合物可以维持晶体管扩展到路线图的结束,但尽管有无数的努力,器件性能仍然受到接触限制。特别是,由于固有的范德华间隙,接触电阻还没有超过共价结合的金属-半导体结,最好的接触技术面临稳定性问题。  2023年

我国在三维世界造出二维金属材料!新金属厚度为头发丝二十万分之一

  记者从中国科学院物理研究所获悉,该所科研团队近期成功研制出厚度仅为头发丝直径的二十万分之一的单原子层金属,这是国际上首次实现大面积二维金属材料的制备,开创了二维金属研究新领域。这种材料未来可以为超微型低功耗晶体管、透明显示等领域带来技术革新。该科研成果于北京时间3月13日在国际学术期刊《自然》发

微流控芯片材料选型原则

①芯片材料与芯片实验室的工作介质之间要有良好的化学和生物相容性,不发生反应;  ②芯片材料应有很好的电绝缘性和散热性;  ③芯片材料应具有良好的可修饰性,可产生电渗流或固载生物大分子;  ④芯片材料应具有良好的光学性能,对检测信号干扰小或无干扰;  ⑤芯片的制作工艺简单,材料及制作成本低廉。

微流控芯片的基质材料

基质材料是微流控芯片的载体,在微流控芯片发展的初期,硅材料作为构建微流控芯片的首选材料而被广泛使用,这主要归因于业已成熟的半导体技术。但是随着研究的不断深入和应用领域的不断拓展,它表现出了不同程度的局限性:硅材料属于半导体,不能承受高电压,此外,硅材料不透明,与光学检测技术不兼容。  玻璃材料具有很

干勇:“芯片之争”就是材料之争

  “新材料是制造业和武器装备高质量发展的前提。近几年来,我国材料科技发展迅速,但高水平材料产业化有待进一步发展,高端材料的技术壁垒日趋呈现。”在近日举行的中科院深圳先进技术研究院先进电子材料研究所(筹)成立揭牌仪式上,中国工程院院士、中国工程院原副院长干勇谈及“卡脖子”问题时呼吁,科研人员应在材料

微流控芯片有哪些材料

  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。  微流控芯片的材料——硅  硅具有散热好、强度大、价格适中、纯度

微型二维材料调控平台面世

  美国和日本科学家开发出全球首个基于微机电系统(MEMS)的二维(2D)材料原位转角调控平台。这个指甲大小的平台名为“MEGA2D”,具备高度灵活性和精确度,可通过电压精确控制2D材料的间距、旋转等。相关论文发表于最新一期《自然》杂志。MEGA2D是一种可以扭转2D材料的MEMS平台。 图片来源:

微型二维材料调控平台面世

科技日报北京8月25日电 (记者刘霞)美国和日本科学家开发出全球首个基于微机电系统(MEMS)的二维(2D)材料原位转角调控平台。这个指甲大小的平台名为“MEGA2D”,具备高度灵活性和精确度,可通过电压精确控制2D材料的间距、旋转等。相关论文发表于最新一期《自然》杂志。MEGA2D是一种可以扭转2

新型磁性二维材料研究获进展

  复旦大学教授张远波团队在二维磁性材料领域取得重大突破——发现一种新型的磁性二维材料Fe3GeTe2,为研究二维巡游磁性提供了一个全新的理想体系。今天,这一研究成果发表于《自然》。  伴随着单原子层的石墨材料——石墨烯被成功分离出来,二维材料的概念被正式提出来。近年来,磁性二维材料成为新的研究热点

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。最新研究或有助于功能更强大计算机的研制。  在实验中,研

石墨烯联手辉钼矿催生新型闪存

  据物理学家组织网近日报道,瑞士洛桑联邦理工学院的科学家通过将石墨烯和辉钼矿(分子式为MoS2)两种具有优越电性能的材料相结合,制成了新型闪存的原型,在性能、尺寸、柔性和能耗等方面都很具前景。相关研究报告发表在近期出版的《美国化学学会・纳米》杂志上。   辉

我国利用压电材料实现对MoS2场效应晶体管动、静态调控

  自2004年Geim等人第一次在实验室得到单层石墨烯以来,二维材料的出现为传感器领域的进一步发展提供了可能,相对于传统的三维材料,二维材料的层状结构决定了其器件厚度可以达到单原子层,为实现更轻、更薄、体积更小的电子器件提供了可能。相较于其他二维材料,以单层二硫化钼 (MoS2) 为代表的二维半导

我国学者首次实现具有亚1纳米栅极长度的晶体管

晶体管是芯片的核心元器件。更小的栅极尺寸可以使得芯片上集成更多的晶体管,并带来性能上的提升。近日,清华大学集成电路学院教授任天令团队在小尺寸晶体管研究方面取得重要进展,首次实现了具有亚1纳米栅极长度的晶体管,该晶体管具有良好的电学性能。相关成果以“具有亚1纳米栅极长度的垂直硫化钼晶体管”为题,在线发

清华团队首次实现具有亚1纳米栅极长度的晶体管

  晶体管是芯片的核心元器件。更小的栅极尺寸可以使得芯片上集成更多的晶体管,并带来性能上的提升。近日,清华大学集成电路学院教授任天令团队在小尺寸晶体管研究方面取得重要进展,首次实现了具有亚1纳米栅极长度的晶体管,该晶体管具有良好的电学性能。相关成果以“具有亚1纳米栅极长度的垂直硫化钼晶体管”为题,在

科学家攻克二维半导体欧姆接触难题

1月11日,南京大学教授王欣然、施毅带领国际合作团队在《自然》上以《二维半导体接触接近量子极限》为题发表研究成果。该科研团队通过增强半金属与二维半导体界面的轨道杂化,将单层二维半导体MoS2的接触电阻降低至42Ω·μm,超越了以化学键结合的硅基晶体管接触电阻,并接近理论量子极限,该成果解决了二维半导

一种包裹二维材料的原子力显微镜探针制备方法

      本发明的实施例提供一种包裹二维材料的原子力显微镜探针制备方法,涉及原子力显微镜探针的修饰与加工技术领域。本发明实施例提供的方法,能够在空气或真空中,在500℃的环境中能稳定粘附在针尖上,可以在空气和真空中应用于原子力显微镜实现各种原子力显微镜图像的获取;可以应用于对二维平面材料的表面性能