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第一個輝鉬礦(MoS2)微晶片

2011/12/31 | | 標籤:

輝鉬礦(Molybdenite),一種新的且非常有前途的材料,可超越矽的物理極限。EPFL 科學家製造出第一個輝鉬礦微晶片(上面有更小且更節能的電晶體)藉此證明這件事。

在揭露輝鉬礦的電氣優勢之後,EPFL 研究者現在採取決定性的下一步。奈米級電子與結構實驗室(LANES)製造出一款晶片,或積體電路,證明輝鉬礦就微型化、電力消耗以及機械彈性(mechanical flexibility)而論,超越矽的物理極限。

“我們打造出一個初步原型,把二到六個序列電晶體(serial transistors)就定位,並證明進行基本的二進位邏輯操作,那證明我們可製造更大型的晶片," LANES 主任 Andras Kis 表示,其最近就此主題在科學期刊 ACS Nano 上發表了二篇文章。

在 2011 年初,該實驗室揭露二硫化鉬(molybdenum disulfide,MoS2)的潛力,一種相對豐富、天然產生的礦物。其結構與半導電特性使得它成為用於電晶體的理想材料。它因而能直接與矽(電子產品中最常用的成份)競爭,而且在某些方面上可與石墨烯相抗衡。

三個原子厚

“MoS2 的主要優勢在於,它允許我們減少電晶體的大小,且因此能更進一步將之微型化," Kis 解釋。到目前為止仍不可能製造出厚度少於 2 奈米的矽層,因為得冒著引發化學反應導致表面氧化進而影響其電子特性的風險。

在另一方面,輝鉬礦可以被加工到只有 3 個原子厚,這能夠製造出至少縮小三倍的晶片。在此規模下,這種材料仍非常穩定且傳導性也很容易控制。

不貪心

MoS2 電晶體也更有效率。"它們能更快速地被開啟與關閉,而且能進入更完全的待機模式," Kis 解釋。

就擴大電子訊號的能力而論,輝鉬礦與矽不相上下,其輸出訊號比輸入訊號強四倍。這證明那 “非常有可能具有創造更複雜晶片的潛力," Kis 說。"舉例來說,譬如石墨烯,這種增幅(amplitude)大約 1。低於此閾值,輸出電壓將不足以饋送給第二個、類似的晶片。"

內建彈性

輝鉬礦所具有的機械特性也使得它受到關注,有可能成為一種用於彈性電子裝置(例如最終出現在彈性薄層晶片設計中的那種)中的材料。例如,這些能被用在製造可捲曲的電腦或是能夠貼在皮膚上的裝置。

資料來源:PHYSORG:First molybdenite microchip[December 5, 2011]

轉載自only-perception

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