(科技)新研究:立方砷化硼有潜力成为比硅更优良的半导体材料

 2022-07-26 21:20:33    27  

新华社北京7月26日电(记者乔本孝)科研人员日前发表在学术期刊《科学》的新研究显示,一种名为立方砷化硼的材料在实验室展现出比硅更好的导热性和更高的双极性迁移率,有潜力成为比硅更优良的半导体材料。

硅是目前应用最广泛的半导体材料,然而硅作为半导体有两项不足。第一,硅不太善于传导热量,导致芯片温度总是过热,散热问题已经成为制约芯片性能的重要因素。第二,硅有较好的电子迁移率,但不具备足够好的空穴迁移率,后者对半导体性能也很重要。材料中带负电的电子离开后,留下的带正电的空位,被称作“空穴”。电子迁移率和空穴迁移率统称为双极性迁移率。

科学家认为,立方砷化硼在理论上同时具有比硅更好的导热性,以及更高的双极性迁移率。早先实验已证实,该材料的热导率约是硅的10倍。

来自麻省理工学院等美国院校的科研人员日前在《科学》杂志上发表研究进一步证实,立方砷化硼在实验中同时展现出更优良的导热性和双极性迁移率。研究人员表示,这可能是目前发现的最好的半导体材料。

同期《科学》杂志也刊登了中国科学院联合美国休斯敦大学团队的相关研究成果。该研究用不同的测量方法证实了立方砷化硼的高双极性迁移率,甚至在材料样本中的一些位置发现了比理论计算更高的双极性迁移率。

参与研究的中国科学院国家纳米科学中心副研究员岳帅介绍说,双极性迁移率“决定了半导体材料的逻辑运算速度,迁移率越高则运算速度越快”。

研究人员表示,到目前为止立方砷化硼只在实验室规模进行了制备和测试,下一步的研究将围绕如何经济、大量地生产这种材料,从而真正促进半导体产业发展。(完)

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