前陣子意大利和美國(guó)科研人員組成的團(tuán)隊(duì)首次研發(fā)出硅烯晶體管。他們發(fā)表在《自然·納米科技》雜志上的論文描述了如何研制這種出了名挑剔的材料。該晶體管在ic芯片技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域會(huì)帶來多大貢獻(xiàn)呢？穎展電子與大家一起探討一下。

硅烯是一種由單個(gè)原子厚度的硅制成的材料，就像石墨烯一樣，被證明具有超凡脫俗的導(dǎo)電性能，這意味著它在未來電子產(chǎn)品中將大有用武之地，特別是人們對(duì)獲得更快或更小的計(jì)算機(jī)ic芯片抱有無(wú)限希望的情形下。也就是說，在未來不久，智能手機(jī)、筆記本電腦、平板和臺(tái)式電腦體積將會(huì)更輕更薄，運(yùn)行更快。

問題是，硅烯非常難制作，用單張硅烯來完成工作更是難上加難。距離物理學(xué)家提出硅烯如何作用的理論已經(jīng)有9年之久了，從那以后，很多個(gè)團(tuán)隊(duì)試圖創(chuàng)造這種材料，但大多數(shù)都沒有成功。

人們發(fā)現(xiàn)，讓單張硅烯材料產(chǎn)生作用成為阻礙它實(shí)現(xiàn)應(yīng)用等一系列問題的關(guān)鍵。在這次新的嘗試中，研究人員不僅制備出了這種材料，還發(fā)現(xiàn)了一種方法，足以馴服它來制造微晶體管。

據(jù)報(bào)道，為了讓這個(gè)納米級(jí)別的材料乖乖合作，研究人員第一次在鍍有氧化鋁的銀條上生成了一些硅烯層。一旦生成，硅烯層從培養(yǎng)基上剝落，將銀排斥到二氧化矽晶片的另一面，銀隨后被塑造成允許硅烯單層被用作晶體管的電觸點(diǎn)。

該團(tuán)隊(duì)報(bào)告稱，他們已經(jīng)創(chuàng)建了幾個(gè)這種硅烯晶體管，且其在真空中工作具有穩(wěn)定性。他們還聲稱，到目前為止，硅烯的表現(xiàn)沒有辜負(fù)預(yù)測(cè)其屬性的理論假設(shè)。

盡管他們?cè)诩夹g(shù)上已經(jīng)創(chuàng)建了基于硅烯的晶體管，但是，這個(gè)過程能否在商業(yè)化應(yīng)用中大規(guī)模使用還不清楚，還有更多的深入研究要做。

如果能夠攻克難關(guān)，團(tuán)隊(duì)成員相信，未來的電子元器件中硅烯晶體管的應(yīng)用會(huì)比石墨烯更容易，畢竟目前絕大多數(shù)的ic芯片設(shè)計(jì)都是硅基的。

硅烯具備與石墨烯類似的幾何結(jié)構(gòu)和Dirac型電子結(jié)構(gòu)，科學(xué)家一直預(yù)測(cè)它也具有石墨烯中發(fā)現(xiàn)的新奇量子效應(yīng)，例如量子自旋霍爾效應(yīng)等，也一直期盼實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃C實(shí)這些理論預(yù)言。2010年，曾有法國(guó)研究組報(bào)道在銀單晶表面上獲得了硅烯，但后續(xù)的研究證明該結(jié)果是錯(cuò)誤的。今天，本研究不光實(shí)現(xiàn)了硅烯制備，甚至連應(yīng)用的硅烯晶體管都一并制造出來，這連續(xù)實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)里程碑意義的突破，也使ic芯片技術(shù)邁向新臺(tái)階。未來硅烯晶體管應(yīng)用發(fā)展將會(huì)如何？穎展電子元器件與大家共同關(guān)注。