黑磷有望取代硅电脑芯片

研究人员在基础科学研究所欧洲杯线上买球韩国成均馆大学(SKKU)集成纳米结构物理中心开发了一种新的黑磷(BP)半导体材料,有望在未来的计算机芯片中替代硅。李英熙主任领导了这项研究的一部分。

BP晶体管的黑磷和N / P型晶体管性能的原子结构

20世纪80年代,许多计算机芯片制造公司在北加州如雨后春笋般涌现,这一地区被称为硅谷。硅是计算机芯片中一种重要的、无所不在的材料。然而,一种新的黑磷可能会成为硅的竞争对手。

欧洲杯足球竞彩具有半导体性质的材料被用来制造两种类型的晶体管- n型和p型。n型晶体管有多余的电子,p型晶体管有多余的空穴。在这项研究中,研究小组发现他们可以修改黑磷(BP)晶体的厚度和/或接触金属。这决定了晶体的功能是p型、n型还是双极性物质。双极性物质是一种可以作为n型或p型物质的物质。

为了使硅作为n型或p型,需要外部掺杂。这需要将另一个元素插入其晶体结构中。然而,BP晶体不需要外部掺杂来用作n型和p型,或作为介于之间的材料。这将使晶体管能够用单个纯黑色磷逻辑芯片制成而不掺杂,而不是使用夹在硅 - 硼的晶体之间的硅砷晶体。

此外,BP的n型或p型可以通过改变用于连接电路和芯片的金属来确定。在这种情况下,不需要掺杂,通过修改接触金属和厚度,可以将n型和p型BP都放在芯片上。

技术制造商正试图使其设备更小,更轻,更高效。可以使用厚的BP制造晶体管,这只是几个原子层厚。

在电子设备中,硅芯片的尺寸已经达到了极限,BP公司有望成为一种更薄、更高效的电子设备材料。

物联网(物联网)由非常小,自主设备组成,用于记录数据和传输。行业无法进一步降低组件的大小,以及缺乏长期电力解决方案,这是采用物联网的主要威慑力。与3D材料相比,BP和其他这样的2D层状材料具有更好的机械欧洲杯足球竞彩和电性能。

BP材料具有很高的载流子迁移率,对晶体管非常有利。这一特性将使BP即使在较低的电压下也能更好地工作,这实际上会导致更低的功耗。

当13 nm厚度的BP薄片与铝作为接触材料时,它们表现出与石墨烯类似的双极性特性。然而,薄的3 nm BP薄片是单极性n型,他们拥有超过105的开关/关闭比。开关性能随材料厚度的减小而增大。

SKKU研究员David Perello解释道,“反磷的驱动力是载体的流动性。一切都围绕着它。带隙随厚度变化的事实也给了我们电路设计的灵活性。作为一名研究人员,它让我有很多东西可以玩。”

然而,尚未使用纯BP的大规模生产的良好方法,而用于大规模生产其他行业标准半导体材料的方法。欧洲杯足球竞彩现在唯一可用的方法以产生薄层BP是通过刮粗晶体BP的批量样本。其他研究人员通过使用薄膜生长技术(例如化学气相沉积(CVD)来解决缩放问题。然而,Perello解释说,“我们可以使用3层、5层或7层进行操作,这实际上可能在性能方面更好。”

他说,当Perello质疑BP是否可以与硅竞争时,他说,“我认为它不能在此刻竞争硅,这是每个人都有的梦想。硅是便宜的,丰富的硅晶体管,我们可以使我们能够具有与我能够在这些BP设备中制作的移动性。“

但这并不意味着英国石油公司不值得进一步勘探。根据Perello,“如此简单地制作这种优质晶体管的事实,而无需进入艺术艺术的商业生长,制造和光刻设施意味着我们可以明显更好。我们预计在黑色磷中的载体移动性的上限远远高于硅。“

BP的潜力刚刚得到认可,并且它没有准备好商业应用程序。如果在进一步测试中表现良好,它可能会挑战其他芯片材料以供未来的应用程序。

引用

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  • 美国心理学协会

    埃里森,贝丝。(2019年2月08日)。黑色磷可能将承诺占用硅电脑芯片的替代品。Azom。从6月30日,2021年6月30日从//www.wireless-io.com/news.aspx?newsid=44254中检索。

  • MLA.

    埃里森,贝丝。“黑磷有望取代硅电脑芯片”。氮杂.2021年6月30日。< //www.wireless-io.com/news.aspx?newsID=44254 >。

  • 芝加哥

    埃里森,贝丝。“黑磷有望取代硅电脑芯片”。Azom。//www.wireless-io.com/news.aspx?newsid=44254。(访问2021年6月30日)。

  • 哈佛

    埃里森,贝丝。2019。黑磷有望取代硅电脑芯片.Azom,浏览2021年6月30日,//www.wireless-io.com/news.aspx?newsid=44254。

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