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研究人员惊喜发现半导体材料的新功能

导读当计算机和手机中的数字电路越来越小,处理器的运行速度越来越快时,限制越来越高,全世界的科学家正在努力扩展或超越当今称为互补金属氧化

当计算机和手机中的数字电路越来越小,处理器的运行速度越来越快时,限制越来越高,全世界的科学家正在努力扩展或超越当今称为互补金属氧化物半导体或CMOS技术的技术。

在2019年7月发表在《Physical Review Letters》上的一篇研究文章中,科学家们解释了如何创建一种具有附加重要功能的金属氧化物-“ CMOS”中的“ MO”。新型金属氧化物不仅可以简单地用作CMOS晶体管中通断开关的无源元件,还可以完全激活电流流动。这一发现有一天可以帮助将计算推向一个通常被称为“超越CMOS”的时代。

氧化物材料会在附近的纯“无掺杂”硅(电子行业的主要半导体)中产生电流。硅中的电导率发生在只有九个原子层厚的非常薄的区域。您需要堆叠100,000层这样的层,相当于人的头发的宽度。

这种在硅中感应电流的能力标志着一种材料的向前迈出了一大步,该材料以前被认为具有有限的价值。它已经很好地执行了绝缘体的开关任务,但尚未考虑所有晶体管所依赖的至关重要的电流产生能力。

能源部(DOE)太平洋地区的作者之一,科学家斯科特·钱伯斯(Scott Chambers)表示:“氧化物长期以来仅用作半导体器件中的无源元素,而它也可以成为有源元素,这是一个新奇而有趣的事实。”西北国家实验室(PNNL)。

半导体测量不一致

结果是如此出乎意料,以至于在PNNL,德克萨斯大学(UT)-阿灵顿分校和其他地方进行这项工作的科学家花了几个月的时间试图了解他们可能犯的错误,然后通过一系列测试确认他们出乎意料的结果。

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