随着硅基芯片逐渐接近摩尔定律物理极限,英特尔、台积电、三星和欧洲微电子研究中心等全球领先的半导体制造公司与研究机构都在不断尝试利用各种二维材料开发出更优秀的新一代芯片。
基于10多年来在纳米器件领域的研究,北京大学电子学院彭练矛院士、邱晨光研究员团队研发出弹道二维硒化铟(InSe)晶体管。
“理论上,用二维硒化铟作为沟道的晶体管拥有更高的极限性能。”论文第一作者、北京大学电子学院博士生姜建峰对《中国科学报》说。
这是世界上迄今速度最快、能耗最低的二维半导体晶体管,其实际性能超过英特尔商用最先进的硅基晶体管。
新晶体管室温弹道率达83%,远高于硅基晶体管的弹道率(低于60%),有望实现兼具高性能和低功耗的芯片。
“在弹道输运晶体管中,电子像子弹一样穿过沟道没有受到碰撞,能量没有散射损失,所以弹道率越高的器件,能量利用效率越高。”邱晨光说道。
这项“里程碑”式的突破带来的技术革新是多方面的。
解决电子器件总电阻方面的国际难题同时,还解决了二维材料表面生长超薄氧化层的难题。
多位国际审稿人认为,这项研究解决了实现高性能二维晶体管的多个重要挑战,是二维电子器件研究的重要里程碑,具有重要的科学意义。
资料来源:中国科学院官网
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