科学家研制出新型超薄晶体薄膜半导体:三元石英薄膜

2024年7月16日--来自麻省理工学院(MIT)美国陆军作战能力发展司令部(DEVCOM)陆军研究实验室和加拿大渥太华大学的科学家们宣布,他们成功研发出一种全新超薄晶体薄膜半导体.这一创新的薄膜厚度仅为100纳米,约为人类发丝直径的千分之一,且其电子迁移速度创下了传统半导体的7倍新纪录.

此次研究使用了一种名为三元石英的晶体材料.研究团队通过分子束外延(MBE)工艺精确制造了这种薄膜.这种工艺能够逐个原子地构建材料,从而将瑕疵最小化,实现了更高的电子迁移率.

此次研究使用了一种名为三元石英的晶体材料.研究团队通过分子束外延(MBE)工艺精确制造了这种薄膜.这种工艺能够逐个原子地构建材料,从而将瑕疵最小化,实现了更高的电子迁移率.

研究团队的通讯作者麻省理工学院的贾加迪什·穆德拉教授表示,在薄膜半导体中施加电流时,电子的迁移速度达到10000平方厘米/伏秒.这一速度远远超出传统硅半导体的1400平方厘米/伏秒,并显著高于传统铜线的迁移速度.

这种超薄晶体薄膜半导体的应用前景广阔.其卓越的电子迁移速度为研发新型高效电子设备提供了新的可能性.特别是在自旋电子学和热电设备领域,这种薄膜的应用将有助于提升设备性能,实现更高的效率.

自旋电子设备利用电子的自旋特性进行信息存储和处理,预期将带来更高的处理速度和更低的能耗.而可穿戴热电设备则可以将人体产生的废热转化为电能,为电子设备提供持久的电力支持,提高其可持续性.