从“盖房子”到“顶竹笋”:我国科学家首创晶体制备新方法
晶体是计算机、通讯、航空、激光技术等领域的关键材料。传统制备大尺寸晶体的方法,通常是在晶体小颗粒表面“自下而上”层层堆砌原子,好像“盖房子”,从地基逐层“砌砖”,最终搭建成“屋”。
北京大学科研团队在国际上首创出一种全新的晶体制备方法,让材料如“顶着上方结构往上走”的“顶竹笋”一般生长,可保证每层晶体结构的快速生长和均一排布,极大提高了晶体结构的可控性。这种“长材料”的新方法有望提升芯片的集成度和算力,为新一代电子和光子集成电路提供新的材料。这一突破性成果于7月5日在线发表于《科学》杂志。
从“盖房子”到“顶竹笋”:我国科学家首创晶体制备新方法
晶体是计算机、通讯、航空、激光技术等领域的关键材料。传统制备大尺寸晶体的方法,通常是在晶体小颗粒表面“自下而上”层层堆砌原子,好像“盖房子”,从地基逐层“砌砖”,最终搭建成“屋”。
北京大学科研团队在国际上首创出一种全新的晶体制备方法,让材料如“顶着上方结构往上走”的“顶竹笋”一般生长,可保证每层晶体结构的快速生长和均一排布,极大提高了晶体结构的可控性。这种“长材料”的新方法有望提升芯片的集成度和算力,为新一代电子和光子集成电路提供新的材料。这一突破性成果于7月5日在线发表于《科学》杂志。
实验证明,这种“长材料”的独特方法可使晶体层架构速度达到每分钟50层,层数最高达1.5万层,且每层的原子排布完全平行、精确可控,有效避免了缺陷积累,提高了结构可控性。利用此新方法,团队现已制备出硫化钼、硒化钼、硫化钨等7种高质量的二维晶体,这些晶体的单层厚度仅为0.7纳米,而目前使用的硅材料多为5到10纳米。
将这些二维晶体用作集成电路中晶体管的材料时,可显著提高芯片集成度。在指甲盖大小的芯片上,晶体管密度可得到大幅提升,从而实现更强大的计算能力。”刘开辉说,此外,这类晶体还可用于红外波段变频控制,有望推动超薄光学芯片的应用。