以前，只有晶格非常匹配的材料能被整合在一個芯片層上。據(jù)美國麻省理工學(xué)院（MIT）網(wǎng)站27日報(bào)道，該校研究人員開發(fā)了一種全新的芯片制造技術(shù)，可將兩種晶格大小非常不一致的材料——二硫化鉬和石墨烯集成在一層上，制造出通用計(jì)算機(jī)所需的電路元件芯片。最新研究或有助于功能更強(qiáng)大計(jì)算機(jī)的研制。
在實(shí)驗(yàn)中，研究人員先將一層石墨烯鋪在硅基座上，再將希望平鋪二硫化鉬處的石墨烯蝕刻掉，在基座的一端放置一根由PTAS材料制成的固體條，接著，加熱PTAS并讓氣體流經(jīng)它穿過基座。氣體會攜帶PTAS分子并附著到暴露的硅上，但不會附著在石墨烯上。當(dāng)PTAS分子附著時，會催化同其他氣體的反應(yīng)，導(dǎo)致一層二硫化鉬形成。
研究人員將論文發(fā)表在最新一期《先進(jìn)材料》上。論文第一作者、MIT電子研究實(shí)驗(yàn)室的凌熙（音譯）說：“新芯片內(nèi)的材料層僅1到3個原子厚，有助于制備出超低能耗的隧穿晶體管處理器，從而制造出功能更強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)。最新技術(shù)也有助于將光學(xué)元件整合進(jìn)計(jì)算機(jī)芯片內(nèi)。”
晶體管作為一種可變電流開關(guān)，要么允許電荷穿過，要么阻止電荷穿過。而在隧穿晶體管內(nèi)，電荷會通過量子力學(xué)效應(yīng)穿過壁壘。量子隧穿效應(yīng)在微小尺度上更明顯，比如在新芯片1到3個原子厚度的材料層上。另外，電子隧穿對限制傳統(tǒng)晶體管效率的熱現(xiàn)象免疫。所以，隧穿晶體管不僅能以極低的能耗操作，且能獲得更高的速度。
凌熙表示，最新制造技術(shù)適用于任何與二硫化鉬類似的材料。該研究論文另一作者、電子工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)碩士林宇軒（音譯）表示：“這是一種全新的結(jié)構(gòu)，可能會引發(fā)新的物理學(xué)。”
哈佛大學(xué)物理學(xué)教授菲利普·基姆認(rèn)為：“最新研究證明，兩種完全不同的二維材料可以被控制整合在一個層，得到一個橫向異質(zhì)結(jié)構(gòu)，這令人印象深刻。”（來源：科技日報(bào) 劉霞）
