“世界最薄電子產(chǎn)品”的有力競(jìng)爭(zhēng)者來了，因?yàn)樗谷恢挥?個(gè)原子厚。根據(jù)出版的《自然》雜志上的一篇論文所述，研究人員們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種制作超薄晶體管的新工藝。該裝置使用了被稱為“過渡金屬硫?qū)倩衔?rdquo;的新材料(全稱為transition metal dichalcogenide)，其特點(diǎn)是相當(dāng)之薄。通常情況下，其薄膜只有幾個(gè)原子那么厚，但性能卻足以用于制造太陽能電池、光感器、或者半導(dǎo)體。
對(duì)于物理學(xué)家和制造商們來說，其前景相當(dāng)令人期待。但要讓這種材料能夠一致性地工作，仍然極度困難。好消息是，今天面世的這篇論文，已經(jīng)給出了迄今為止最佳的解決方案。
首席作者之一的Saien Xie表示：“我們的工作，已經(jīng)將TMDs推動(dòng)到了與技術(shù)相關(guān)的規(guī)模，并且基本上掃清了商業(yè)化的障礙”。 現(xiàn)代芯片制造已經(jīng)在硅材料性能和密度上遇到了瓶頸，以至于很多人擔(dān)心摩爾定律會(huì)就此被終結(jié)。如果電子電路要做到更小更快，那就必須找到超薄的替代材料。
晶圓級(jí)單層薄膜TMD
說到這種超薄的過渡金屬硫?qū)倩衔?TMDs)，不少人肯定會(huì)聯(lián)想到另一種經(jīng)常見諸報(bào)端的材料——沒錯(cuò)，它就是石墨烯(Graphene)。
盡管目前討論TMDs和石墨烯誰更適用還為時(shí)尚早，但這至少為未來的發(fā)展指明了一個(gè)方向。
連續(xù)單層二硫化鉬薄膜的金屬化學(xué)氣相沉積制備法
TMDs的制備用到了兩種商業(yè)化的前體化合物——即乙硫醚(diethylsulfide)和一種六羰基金屬化合物(metal hexacarbonyl compound)——混合硅晶片后，在氫氣中用550℃的溫度烘烤26個(gè)小時(shí)。
這樣，我們就制作出了擁有良好的電子遷移率的200個(gè)超薄晶體管，但其中只有2個(gè)是不合格的。換言之，這項(xiàng)研究的制備成功率竟然達(dá)到了99%!
當(dāng)然，目前研究人員們最關(guān)心的，還是其能否在大規(guī)模制造過程中，生產(chǎn)出“始終如一”的超薄晶體管，這些問題仍有待于在未來進(jìn)一步細(xì)化。
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