据科技日报,国际硅在支撑智能手机 、首台算机电脑、非硅电动汽车等产品的维资半导体技能中一向占有着王者位置 ,但美国宾夕法尼亚州立大学领导的料计一个研讨团队发现 ,“硅王”的面世控制位置或许正在遭到应战 。该团队在最新一期《天然》杂志上宣布了一项突破性效果:他们初次运用二维资料制作出一台可以履行简略操作的国际核算机。这项研讨标志着向造出更薄 、首台算机更快 、非硅更节能的维资电子产品迈出了重要一步。
此次开发的料计是一种互补金属氧化物半导体(CMOS)核算机。与以往不同的面世是 ,这次没有运用硅。国际,首台算机取而代之的非硅是两种二维资料:用于n型晶体管的二硫化钼和用于p型晶体管的二硒化钨。这两种资料的厚度只要一个原子,在如此细小标准下仍能坚持优异的电子功用 ,是硅所不具备的优势 。
团队选用金属有机化学气相堆积(MOCVD)技能 ,生长出大面积的二硫化钼和二硒化钨薄膜,并别离制作出逾越1000个n型和p型晶体管 。经过准确调整制作工艺和后续处理过程 ,团队成功调控了n型和p型晶体管的阈值电压 ,然后构建出功用完好的CMOS逻辑电路 。
该二维CMOS核算机称为“单指令集核算机” ,可以在低电源电压下运转,功耗极低,并能在高达25千赫的频率下履行简略的逻辑运算。虽然现在的作业频率低于传统硅基CMOS电路,但该核算机仍然可以完结根本的核算使命。团队还开发了一个核算模型,运用试验数据进行校准并结合设备之间的差异,以猜测二维CMOS核算机的功用,并经过基准测验将其与最先进的硅技能进行了比照 。
团队表明,虽然还有进一步优化的空间,但这已经是二维资料在电子范畴使用中的一个重要里程碑。这项研讨效果不仅为下一代电子设备供给了全新的资料挑选