自旋電子器件製造工藝獲新突破

美國明尼蘇達雙城大學研究人員和國家標準與技術研究院（NIST）的聯合團隊開發了一種製造自旋電子器件的突破性工藝，該工藝有可能成為半導體晶片新的行業標準。半導體晶片是電腦、智慧手機和許多其他電子産品的核心部件，新工藝將帶來更快、更高效的自旋電子設備，並且使這些設備比以往更小。研究論文發表在最近的《先進功能材料》上。

自旋電子學對於構建具有新功能的微電子設備來説非常重要。半導體行業不斷嘗試開發越來越小的晶片，最大限度地提高電子設備的能效、計算速度和數據存儲容量。自旋電子設備利用電子的自旋而不是電荷來存儲數據，為傳統的基於電晶體的晶片提供了一種有前途且更有效的替代方案。這些材料還具有非易失性的潛力，這意味著它們需要更少的能量，並且即使在移除電源後也可存儲記憶體和執行計算。

十多年來，自旋電子材料已成功整合到半導體晶片中，但作為行業標準的自旋電子材料鈷鐵硼的可擴展性已達到極限。目前，工程師無法在不失去數據存儲能力的情況下製造小于20奈米的器件。

明尼蘇達大學研究人員通過使用鐵鈀材料替代鈷鐵硼，可將材料縮小到5奈米的尺寸，從而克服了這一難題。而且，研究人員首次能夠使用支援8英寸晶圓的多室超高真空濺射系統在硅晶圓上生長鐵鈀。

研究人員表示，這項成果在世界上首次表明，在半導體行業相容的基板上生長這種材料可縮小到小于5奈米。