二維半導體材料家族又有“小鮮肉”
- 發佈時間：2016-02-17 01:30:31 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京2月16日電 （記者劉霞）據美國猶他大學官網消息，該校工程師最新發現一種新型二維半導體材料一氧化錫（SnO），這種單層材料的厚度僅為一個原子大小，可用於製備電子設備內不可或缺的電晶體。研究人員表示，最新研究有助於科學家們研製出運作速度更快且能耗更低的電腦和包括智慧手機在內的移動設備。
一氧化錫這個“小鮮肉”由猶他大學材料科學和工程學副教授艾舒托什·蒂瓦裏領導的研究團隊發現，它由錫和氧元素組成。目前，電子設備內的電晶體和其他元件由硅等三維材料製成，一個玻璃基層上包含有多層三維材料。但三維材料的缺陷在於，電子會在層內的各個方向四處彈跳。蒂瓦裏解釋道，而二維材料的優勢在於，其由厚度僅為一兩個原子的一個夾層組成，電子只能在夾層中移動，所以移動速度更快。
二維半導體材料5年前開始成為研究熱點，儘管研究人員已發現了石墨烯、二硫化鉬以及硼墨烯等多種二維材料，但這些材料只允許帶負電荷的電子（N型）運動，而製造電子設備同時需要電子和帶正電荷的“空穴”（P型）運動的半導體材料，最新發現的一氧化錫是有史以來第一種穩定的P型二維半導體材料。
一氧化錫材料有助於科學家們研製出體型更小且運作速度更快的電晶體，電腦處理器包含有數十億個電晶體，單個晶片上整合的電晶體越多，處理器的功能越強大，最終科學家們或能製備出比現有設備快100倍的電腦和智慧手機。另外，在這種材料內，由於電子通過一層而非像在三維材料內部來回彈跳，因此，産生的摩擦更少，使處理器不會像傳統電腦晶片那樣容易變得過熱，且其運作需要的能量也更少，這對那些必須依靠電池運作的移動設備尤其是包括電子植入設備在內的醫療設備來説，不啻為一個巨大的福音。
蒂瓦裏表示，模型設備有望于兩三年內問世。相關研究論文發表在15日出版的《先進電學材料》雜誌線上版上。
總編輯圈點
錫是人類的老朋友，幾千年前人們就開採錫礦，好熔煉青銅。這種熟悉的金屬本來是用作焊劑，在電路板上當配角兒，現在發現它有主角兒的潛質。氧化錫一上場，找不到崗位的石墨烯和硼墨烯終於有了搭檔，單原子厚度的積體電路呼之欲出，待機三個月的不發熱的手機或將成為標配。
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