由超薄二维材料制成的晶体管向前迈进了一步

宾夕法尼亚州立大学工程学院工程科学与力学 (ESM) 助理教授 Saptarshi Das 表示，二维材料可用于制造传统上由硅制成的更小、高性能的晶体管。

Das 和他的合作者在Nature Communications上报告了确定由 2-D 材料制成的晶体管的技术可行性的测试。晶体管是手机、计算机电路、智能手表等中的微型数字开关。

“我们生活在一个由数据驱动的数字化和互联世界，”达斯说。“大数据需要更高的存储和处理能力。如果你想存储或处理更多的数据，你需要使用越来越多的晶体管。”

换句话说，随着现代技术变得越来越紧凑，晶体管也必须变得更加紧凑，晶体管被认为是计算机处理的构建块。

Das 表示，硅是一种 3-D 材料，已被用于制造晶体管长达 6 年之久，无法生产得更小，这使得它在晶体管中的应用越来越具有挑战性。

“制造只有几个原子厚的硅晶体管是很困难的，”达斯说。

过去的研究表明，作为替代方案，二维材料的制造厚度可以比目前实际使用的硅技术薄 10 倍。

在目前的研究中，研究人员使用从宾夕法尼亚州立大学的二维晶体联盟 NSF 材料创新平台 (2DCC-MIP) 获得的金属有机化学气相沉积技术生长了单层二硫化钼和二硫化钨。

为了了解新型二维晶体管的性能，研究人员分析了与阈值电压、亚阈值斜率、最大与最小电流之比、场效应载流子迁移率、接触电阻、驱动电流和载流子饱和速度相关的统计量度.

Das 表示，这些测试证实了新晶体管的可行性，证明该技术现在可以推进制造和开发。

“这些新型晶体管有助于使下一代计算机更快、更节能，并能够承受更多的数据处理和存储，”达斯说。

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