(图片来源于:Vahid Tayari/麦吉尔大学)
引言
硅谷以后会是黑磷谷吗?科学家们正在寻找途径往芯片里塞进更多的晶体管。他们已经在石墨烯上得到了验证,但是石墨烯不是可以惟一可以发售的二维材料。麦吉尔大学以及蒙特利尔大学的研究人员已经深刻了解到,另外一个有前途的候选者,可以让芯片设计者保持摩尔定律的步调 - 黑磷。
简介
黑磷是一个单原子层材料,具有高的导电性,但是作为一个零禁带半导体,它像一种金属。这意味着这种晶体做成的半导体不能很容易的打开或关闭。
黑磷也是可以被分隔为单原子层材料phosphorene。和石墨烯不同,phosphorene是一种可以容易地开启和关闭的半导体。这种性能,大幅度地降低晶体管的供电能量需求,从而降低他们产生的热量。
“晶体管比较薄的时候,工作效率更加高,电子只在二维平面移动,”新研究的助理教授和高级作者Thomas Szkopek说道。“没有任何东西比一个单层的原子还要薄。“
挑战
具有挑战的是,这种二维状态的黑磷,被光线损坏的时候,很难用于构造单层晶体管。
在世界最高能磁场实验室,研究团队发现甚至在更厚的黑磷表面,电子仍然只在二维平面移动。“这些结果中令人惊喜的是,电子能够被拉进二维的电荷,尽管它们占据了好几层原子的厚度。” 二维电子结构独立于二维原子结构的发现,意味着可能以某种方式,大规模制造生产。
意义
“在全世界范围内有关于黑磷的巨大新兴利益,”Szkopek说道。“我们从看到原子层晶体管,到成为商用产品起,仍然有很长的路要走,但是我们先已经迈近了一步。”
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