比石墨烯更先進(jìn)的材料

寂靜天花板

當(dāng)談到提高晶體管技術(shù)的時(shí)候，理論上來(lái)說(shuō)是越薄越好。這也是為什么大眾會(huì)認(rèn)為只有單層原子厚度的石墨烯材料極有可能是硅的理想替代材料。然而石墨烯缺少關(guān)鍵屬性：石墨烯沒(méi)有自然的帶隙，從而不能實(shí)現(xiàn)電流的“開(kāi)”和“關(guān)”，這就弱化了其取代計(jì)算機(jī)電路中半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的用途。伯克利的研究人員通過(guò)疊加兩片石墨烯把這種材料變得更厚，成功使其作為半導(dǎo)體材料運(yùn)作。
. d  b* a* }/ j# P, A3 n但是，現(xiàn)在有另外一種材料——黑磷，也許更適合在電子中代替硅。這種材料從一開(kāi)始就能作為半導(dǎo)體運(yùn)作，它有導(dǎo)電能力，這意味著它能隨時(shí)實(shí)現(xiàn)電流的“開(kāi)”和“關(guān)”。
        把這種材料集成到晶體管技術(shù)的關(guān)鍵是要夠薄，限制電子二維移動(dòng)。這些特性為尤其是納米電子和可穿戴傳感器這種應(yīng)用提供了可能性。
2 e# z( K2 ?  d  {1 W1 h1 |        麥吉爾大學(xué)與浦項(xiàng)科學(xué)技術(shù)大學(xué)（POSTECH）的近期研究表明這種多用途材料可潛在用于大量應(yīng)用中，包括醫(yī)療傳感器。
        “我腦子里首先想到的一件事是在可直接連接到人體皮膚的彈性納米級(jí)傳感器中使用黑磷，檢測(cè)人的醫(yī)療狀況，”浦項(xiàng)科學(xué)技術(shù)大學(xué)（POSTECH）的物理教授KimKeun Su表示。Kim教授在大學(xué)里與一組科學(xué)家一直在研究利用黑磷創(chuàng)造半導(dǎo)體。“對(duì)于像納米醫(yī)用傳感器這樣的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，由二維半導(dǎo)體組成設(shè)備的發(fā)展是非常重要的。”
2 l- ]* D# q. d4 d. m& C        增強(qiáng)晶體管技術(shù)集成到電子中也會(huì)對(duì)速度和性能產(chǎn)生顯著的影響。
        自從石墨烯被開(kāi)發(fā)以來(lái)，科學(xué)家一直在探索各種其它能夠輕易分離成單個(gè)原子層的二維材料。而黑磷憑其與石墨烯相似的特性迅速成為候選材料。
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0 I- Z; l4 I; v* H' k        黑磷具有褶皺蜂窩結(jié)構(gòu)。根據(jù)電場(chǎng)施加的強(qiáng)度，黑磷的電子狀態(tài)可以從一個(gè)半導(dǎo)體調(diào)諧到一個(gè)有效的導(dǎo)體。
7 Q0 X; ]" p" i7 ?  ?. m        德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校電氣和計(jì)算機(jī)工程助理教授Deji Akinwande認(rèn)為在電子中使用該材料的最大障礙是如何進(jìn)行大量制造。但是研究人員相信這種材料對(duì)于推動(dòng)半導(dǎo)體技術(shù)是非常有潛力的。他說(shuō)：“黑磷可以說(shuō)是目前最優(yōu)秀的二維原子材料。它具有可使電子開(kāi)關(guān)的高帶隙，這是石墨烯所沒(méi)有的。”
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