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新型量子材料未來的半導(dǎo)體技術(shù)

發(fā)布時間:2023-09-25 11:52:15 0

未來的半導(dǎo)體技術(shù)
我們?nèi)粘I钪械闹悄苁謾C、筆記本電腦和其他電子設(shè)備極大地受益于半導(dǎo)體設(shè)備日益小型化。然而,這種發(fā)展是有代價的:限制電子會增強它們的散射——手機會發(fā)熱。
絕緣體有望實現(xiàn)更高效和可持續(xù)的技術(shù)。與傳統(tǒng)半導(dǎo)體不同的是,電流在其邊界上流動,由于對稱性原因,散射被禁止。換句話說,事情保持冷靜!
由于構(gòu)建塊和化學(xué)元素的這種新組合,相關(guān)電子不會直接定位在銦位置,而是更喜歡占據(jù)它們之間的自由空間。從電子的角度來看,它們的電荷填充了三角形銦晶格的“負”,它實際上是一個蜂窩晶格——隱藏在原子結(jié)構(gòu)的空隙中。

具有獨特優(yōu)勢的拓撲量子材料
導(dǎo)致茚的合成的獨特材料設(shè)計可以改善電子領(lǐng)域的當(dāng)前技術(shù)狀態(tài):與石墨烯相比,茚不需要冷卻到超低溫來表現(xiàn)其作為拓撲絕緣體的特性. 這是特別簡單的三角形晶格的結(jié)果,它允許大的結(jié)構(gòu)域,通常是其他材料合成中的嚴重瓶頸。
我們確實很驚訝,這樣一個簡單的原子結(jié)構(gòu)可以顯示拓撲特性。這是成功生長完美茚薄膜的重要資產(chǎn),可以滿足器件納米制造所需的苛刻標準。此外,使用碳化硅作為支撐襯底使我們能夠連接到成熟的半導(dǎo)體技術(shù),

外表
茚的簡單結(jié)構(gòu)同時也代表了一個挑戰(zhàn):單層銦原子一旦與空氣接觸,材料就會失去其特殊性能。出于這個原因,研究人員目前正在開發(fā)一種原子覆蓋層,可以保護茚在其合成過程中免受不必要的污染。這些問題的解決方案將為大規(guī)模使用這些拓撲量子材料鋪平道路。

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