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石墨烯开辟半导体制造新思路
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石墨烯开辟半导体制造新思路

发布日期:2019-08-05 14:03:06 来源:http://www.kingsdom.cn 点击:

2016年,全球半导体销售额达到最高,为3390亿美元。与此同时,半导体产业在芯片上的投入约为72亿美元,作为微电子元件的基板,这些芯片可以用来制作晶体管、发光半导体和其他电子元器件。

在半导体销售额不断增长的今天,如何能够更好的减少的随之而来的在半导体芯片方面的投入是未来不得不面对的问题。目前很多厂商和研究机构都在寻找新的方法。

近日,由麻省理工学院的工程师研制的一种新技术,可以大大减少晶圆技术的投入,与传统的半导体工艺相比,这种技术能够使设备更加多元化和更高的性能。

在《自然》杂志上公布的这项新技术使用的是石墨烯材料——单原子层石墨——就如同复制机器一般能够将底层的材料性能复制到顶层。


什么是石墨烯材料

石墨烯是一种二维晶体,人们常见的石墨是由一层层以蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠而形成的,石墨的层间作用力较弱,很容易互相剥离,形成薄薄的石墨片。当把石墨片剥成单层之后,这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。

自从石墨烯在2003年被发现以来,研究者发现它具有优异的强度、导热性和导电性。最后一种性质使得这种材料非常适合用来制作电路中的微小接触点,但最理想是用石墨烯自己制成电子元件——特别是晶体管。

要做到这点,石墨烯不仅需要充当导体,也要有半导体的功能,这是电子元件需要进行的通断切换操作的关键。半导体由其带隙所定义的,带隙指的是激发一个电子,让它从不能导电的价带跃迁到可以导电的导带所需要的能量。带隙必须足够大,这样来使得晶体管开和关之间的状态才对比明显,这样它才能准确无误地处理信息。


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