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科学家发现超薄电极材料,或是下一代超级半导体的关键

财经 前瞻网 2022-06-01 11:31

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为了实现人工智能系统和自动驾驶系统,处理器必须能够处理更多的数据。然而,基于硅的逻辑器件的局限性在于,随着小型化和集成化的进展,处理成本和功耗会增加。

为了克服这些限制,科学家正在研究基于原子层级薄二维半导体的电子和逻辑器件。然而,与传统的硅基半导体器件相比,通过掺杂二维半导体来控制电学特性非常困难。因此,用二维半导体实现逻辑器件在技术上非常具有挑战。

近日,的韩国科学技术研究院的科学家发表论文称,他们实现了基于二维半导体的电子和逻辑器件,其电化学特性可以通过新的超薄电极材料(Cl-SnSe2)进行控制。

由于费米能级钉扎现象,传统的二维半导体器件仅表现出 N 型或 P 型器件的特性,因此很难实现互补逻辑电路。相比之下,新的电极材料可以通过最大限度地减少与半导体界面的缺陷,以此来自由控制 N 型和 P 型器件的特性。换言之,单个器件同时执行 N 型和 P 型器件的功能。所以,无需分别制造N型和P型器件。

通过使用该器件,联合研究团队成功实现了一种高性能、低功耗、互补的逻辑电路,可以进行NOR、NAND等逻辑运算。

研究作者Hwang博士说:“这一发展将有助于加速下一代系统技术的商业化,例如人工智能系统,由于传统硅半导体的小型化和高集成度带来的技术限制,这些技术一直难以在实际应用中使用。新开发的二维电极材料非常薄,因此具有高透光率和柔韧性,可用于下一代柔性透明半导体器件。”

该研究论文题为“Fermi-Level Pinning-Free WSe2 Transistors via 2D Van der Waals Metal Contacts and Their Circuits”,已发表在Advanced Materials上。

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责任编辑: 4161HSS

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