010-67280121
首页 > 行业资讯 >> 信息手艺 >> 天下首台非硅二维质料盘算机问世
文章泉源：尊龙凯时整理 作者：尊龙凯时 阅读量：284 宣布时间：2025-06-27
据科技日报，硅在支持智能手机、电脑、电动汽车等产品的半导体手艺中一直占有着王者职位，但美国宾夕法尼亚州立大学向导的一个研究团队发明，“硅王”的统治职位可能正在受到挑战。该团队在最新一期《自然》杂志上揭晓了一项突破性效果：他们首次使用二维质料制造出一台能够执行简朴操作的盘算机。这项研究标记着向造出更薄、更快、更节能的电子产品迈出了主要一步。
此次开发的是一种互补金属氧化物半导体(CMOS)盘算机。与以往差别的是，这次没有使用硅，取而代之的是两种二维质料：用于n型晶体管的二硫化钼和用于p型晶体管的二硒化钨。这两种质料的厚度只有一个原子，在云云细小标准下仍能坚持优异的电子性能，是硅所不具备的优势。
团队接纳金属有机化学气相沉积(MOCVD)手艺，生长出大面积的二硫化钼和二硒化钨薄膜，并划分制造出凌驾1000个n型和p型晶体管。通过准确调解制造工艺和后续处置惩罚办法，团队乐成调控了n型和p型晶体管的阈值电压，从而构建出功效完整的CMOS逻辑电路。
该二维CMOS盘算机称为“单指令集盘算机”，可以在低电源电压下运行，功耗极低，并能在高达25千赫的频率下执行简朴的逻辑运算。虽然现在的事情频率低于古板硅基CMOS电路，但该盘算机依然能够完成基本的盘算使命。团队还开发了一个盘算模子，使用实验数据举行校准并连系装备之间的差别，以展望二维CMOS盘算机的性能，并通过基准测试将其与最先进的硅手艺举行了比照。
团队体现，只管尚有进一步优化的空间，但这已经是二维质料在电子领域应用中的一个主要里程碑。这项研究效果不但为下一代电子装备提供了全新的质料选择，也为未来芯片设计开发了新偏向。
据新华社，二维质料是指电子仅能在两个维度的纳米标准上自由运动的质料，如石墨烯、二硫化钼等，它们与古板三维质料(如金属、塑料)在结构上有着实质的区别。
据央视新闻此前新闻，中国科学院物理研究所科研团队近期乐成研制出厚度仅为头发丝直径的二十万分之一的单原子层金属，这是国际上首次实现大面积二维金属质料的制备，开创了二维金属研究新领域。这种质料未来可以为超微型低功耗晶体管、透显着示等领域带来手艺刷新。该科研效果于北京时间3月13日在国际学术期刊《自然》揭晓。
在我们一样平常生涯中，人们见到的质料都是三维的，也就是具有一定长度、宽度、高度，但若是把一个维度抹平，那就是二维质料。例如一本书就具有长宽高，而二维质料就像是从这本书上单独撕下来的一页纸，看上去只有长和宽，厚度在我们肉眼看来险些为零。在科学界，真实的二维质料就是厚度为单个原子或者少数几个原子的质料，一样平常厚度仅仅是一张A4纸的百万分之一。
怎样把金属质料也能做得这么薄呢?这在科学界极具挑战性。中国科学院物理研究所张广宇研究员向导团队生长了原子级制造的范德华挤压手艺。这种手艺接纳的压砧是原子级平整、外貌无悬挂键的质料�？蒲型哦油ü鹗羧刍⑹褂猛哦忧捌谥票傅母咧柿康ゲ愣蚧夥兜禄拐杓费�，实现了原子极限厚度下铋、锡、铅等二维金属的普适制备。二维金属的实现逾越了目今二维范德华层状质料系统，增补了二维质料家族的一大块拼图。
这项研究效果有望开创二维金属研究的新领域，为超微型低功耗晶体管、高频器件、透显着示、超迅速传感探测、极致高效催化等众多领域带来手艺刷新。
扫一扫
