3個(gè)原子厚電子芯片原型出爐超薄材料和電路有望生產(chǎn)

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發(fā)布時(shí)間：2016-12-10 23:07:42

來源：科技日?qǐng)?bào)

原標(biāo)題：3個(gè)原子厚電子芯片原型出爐相關(guān)超薄材料和電路有望規(guī)�；a(chǎn)

研究人員將斯坦福大學(xué)校標(biāo)的納米圖片刻進(jìn)超薄芯片中，同樣技術(shù)未來可創(chuàng)建電子電路（圖片來源：斯坦福大學(xué)官網(wǎng)）

據(jù)趣味科學(xué)網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道，美國(guó)斯坦福大學(xué)研究人員用二硫化鉬研制出只有3個(gè)原子厚的芯片原型，并首次證明僅原子厚的超薄材料和電路可實(shí)現(xiàn)規(guī)�；a(chǎn)。這些透明可彎曲材料未來可將窗戶或車頂變成顯示屏。

由于目前的硅基芯片已很難進(jìn)一步縮小，研究人員試圖利用只有3個(gè)原子厚的單層材料取代硅芯片，石墨烯成為這類材料的首選。不過，石墨烯有個(gè)致命弱點(diǎn)，沒有導(dǎo)電性，不能用來生產(chǎn)電路的核心部件晶體管。二硫化鉬因其良好導(dǎo)電性及超薄性成為研究人員的新寵。

但三明治結(jié)構(gòu)二硫化鉬在規(guī)模化生產(chǎn)中遇到難題：3個(gè)原子厚的二硫化鉬無法鋪展成制作芯片所需的拇指大小晶體，其困難程度如同用一張薄紙鋪滿整個(gè)斯坦福校園。

該校電子工程學(xué)副教授艾瑞克·波普?qǐng)F(tuán)隊(duì)現(xiàn)在解決了這一難題。他們利用化學(xué)蒸氣沉積工藝，通過加熱讓少量硫原子和鉬原子蒸發(fā)，再讓其沉積到玻璃或硅基底物上形成超薄晶體層，最后成功將三個(gè)原子厚的二硫化鉬鋪展成1.5毫米寬的晶體，其寬度是單原子厚度的2500萬倍。

只有將電路蝕刻進(jìn)材料中，才能證明芯片可規(guī)�；a(chǎn)。為此，波普?qǐng)F(tuán)隊(duì)用標(biāo)準(zhǔn)蝕刻工具將斯坦福大學(xué)校標(biāo)刻進(jìn)芯片原型中，更有趣的是，他們還在美國(guó)總統(tǒng)大選期間，將兩位候選人的納米級(jí)頭像刻進(jìn)原子薄層芯片。

研究團(tuán)隊(duì)下一步將集中精力對(duì)新方法進(jìn)行改進(jìn)，以增強(qiáng)二硫化鉬在集成芯片中的一致性，并最終規(guī)�；a(chǎn)實(shí)用電路。“我們認(rèn)為，可以做到將二硫化鉬直接集成到硅基上，垂直構(gòu)建出立體微芯片，取代傳統(tǒng)平面結(jié)構(gòu)的芯片。”波普說，“這種立體芯片和電路更適合用在三維節(jié)能建筑中。而且二硫化鉬是一種透明、可彎曲材料，未來可將窗戶變成電視，或?qū)④図敁躏L(fēng)玻璃變成顯示器。”（記者聶翠蓉）