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矽烯首次被成功製成晶體管

科技日報訊 (記者房琳琳)由意大利和美國科研人員組成的團隊首次創建出基於矽烯材質的晶體管。他們發表在《自然·納米科技》雜誌上的論文描述了如何研製這種出了名挑剔的材料。

矽烯是一種由單個原子厚度的矽製成的材料,就像石墨烯一樣,被證明具有超凡脫俗的導電性能,這意味著它在未來電子產品中將大有用武之地,特別是人們對獲得更快或更小的計算機芯片抱有無限希望的情形下。

問題是,矽烯非常難製備,用單張矽烯來完成工作更是難上加難。距離物理學家提出矽烯如何作用的理論已經有8年之久了,從那以後,很多個團隊試圖創造這種材料,但大多數都沒有成功。

人們發現,讓單張矽烯材料產生作用成為阻礙它實現應用等一係列問題的關鍵。在這次新的嚐試中,研究人員不僅製備出了這種材料,還發現了一種方法,足以馴服它來製造微晶體管。

據物理學家組織網2月4日(北京時間)報道,為了讓這個納米級別的材料乖乖合作,研究人員第一次在鍍有氧化鋁的銀條上生成了一些矽烯層。一旦生成,矽烯層從培養基上剝落,將銀排斥到二氧化矽晶片的另一麵,銀隨後被塑造成允許矽烯單層被用作晶體管的電觸點。

該團隊報告稱,他們已經創建了幾個這種晶體管,且其在真空中工作具有穩定性。他們還聲稱,到目前為止,矽烯的表現沒有辜負預測其屬性的理論假設。

盡管他們在技術上已經創建了基於矽烯的晶體管,但是,這個過程能否在商業化應用中大規模使用還不清楚,還有更多的深入研究要做。

如果能夠攻克難關,團隊成員相信,未來的電子元器件中矽烯的應用會比石墨烯更容易,畢竟目前絕大多數的芯片設計都是矽基的。

總編輯圈點

矽烯具備與石墨烯類似的幾何結構和Dirac型電子結構,科學家一直預測它也具有石墨烯中發現的新奇量子效應,例如量子自旋霍爾效應等,也一直期盼實驗能夠證實這些理論預言。2010年,曾有法國研究組報道在銀單晶表麵上獲得了矽烯,但後續的研究證明該結果是錯誤的。今天,本研究不光實現了矽烯製備,甚至連應用的晶體管都一並製造出來,這連續實現了兩個裏程碑意義的突破,希望其商業化應用也能一帆風順。

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