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　　據(jù)IEEESpectrum報(bào)道，一個(gè)研究小組正在研究用煤炭替代金屬氧化物薄膜，用于絕緣下一代二維晶體管的可能性。如果能成功地用煤炭替代現(xiàn)代的金屬氧化物晶體管，將對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)生巨大影響。

　　半導(dǎo)體依靠多種材料才能正常工作。雖然半導(dǎo)體主要由硅制成，但還需要其他材料對(duì)硅晶體管進(jìn)行絕緣，防止電流在不該離開(kāi)晶體管時(shí)離開(kāi)（另一個(gè)術(shù)語(yǔ)就是漏電）。在當(dāng)今的半導(dǎo)體中，采用金屬氧化物對(duì)硅晶體管進(jìn)行絕緣，以防止漏電。　　

　　但問(wèn)題是：由于包括人工智能在內(nèi)的諸多因素，如今對(duì)半導(dǎo)體晶體管的需求達(dá)到了歷史最高水平。由于對(duì)半導(dǎo)體芯片的需求不斷增加，構(gòu)成現(xiàn)代半導(dǎo)體晶體管的材料硅越來(lái)越難找。因此，半導(dǎo)體行業(yè)現(xiàn)在急需找到新的、更容易獲得的材料來(lái)替代硅。

　　煤炭就是這樣被發(fā)現(xiàn)可以替代硅基半導(dǎo)體晶體管的。煤并不是用來(lái)取代硅晶體管的，而是作為非硅晶體管的絕緣體進(jìn)行研究，以取代金屬氧化物。

　　這就是煤炭被發(fā)現(xiàn)作為替代硅基半導(dǎo)體晶體管的潛在候選者的原因。煤炭沒(méi)有被用來(lái)取代硅晶體管，取而代之的是，它正在被研究作為非硅晶體管的絕緣體，以取代金屬氧化物。

　　目前，正在研究其他一些材料來(lái)替代硅晶體管，即石墨烯和鉬。由這兩種材料制成的晶體管因其令人難以置信的平坦度而被稱為2D晶體管。特別是石墨烯能夠在單個(gè)原子的厚度下發(fā)揮作用。

　　然而，這些2D晶體管的一個(gè)問(wèn)題是金屬氧化物在與它們結(jié)合時(shí)無(wú)法充分絕緣。這會(huì)導(dǎo)致泄漏，使晶體管無(wú)法工作。研究發(fā)現(xiàn)，煤炭對(duì)石墨烯和鉬晶體管的絕緣能力要強(qiáng)得多，能夠正確地絕緣晶體管極其平坦的表面。這是金屬氧化物無(wú)法完成的。

　　煤炭絕緣子的研發(fā)仍處于起步階段。盡管如此，目前，它是唯一被發(fā)現(xiàn)能夠隔離石墨烯和鉬2D晶體管的材料，為煤炭提供了光明的未來(lái)。它還具有其他幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，包括高豐度、易于制造和豐富的納米結(jié)構(gòu)，使其成為未來(lái)半導(dǎo)體制造的理想材料。

來(lái)源： IEEE Spectrum

編 輯：徐悉