研究人員將斯坦福大學校標的納米圖片刻進超薄芯片中，同樣技術未來可創建電子電路
（圖片來源：斯坦福大學官網）
據趣味科學網站近日報道,美國斯坦福大學研究人員用二硫化鉬研制出只有3個原子厚的芯片原型,并首次證明僅原子厚的超薄材料和電路可實現規模化生產。這些透明可彎曲材料未來可將窗戶或車頂變成顯示屏。
由于目前的硅基芯片已很難進一步縮小,研究人員試圖利用只有3個原子厚的單層材料取代硅芯片,石墨烯成為這類材料的首選。不過,石墨烯有個致命弱點,沒有導電性,不能用來生產電路的核心部件晶體管。二硫化鉬因其良好導電性及超薄性成為研究人員的新寵。
但三明治結構二硫化鉬在規模化生產中遇到難題:3個原子厚的二硫化鉬無法鋪展成制作芯片所需的拇指大小晶體,其困難程度如同用一張薄紙鋪滿整個斯坦福校園。
該校電子工程學副教授艾瑞克·波普團隊現在解決了這一難題。他們利用化學蒸氣沉積工藝,通過加熱讓少量硫原子和鉬原子蒸發,再讓其沉積到玻璃或硅基底物上形成超薄晶體層,最后成功將三個原子厚的二硫化鉬鋪展成1.5毫米寬的晶體,其寬度是單原子厚度的2500萬倍。
只有將電路蝕刻進材料中,才能證明芯片可規模化生產。為此,波普團隊用標準蝕刻工具將斯坦福大學校標刻進芯片原型中,更有趣的是,他們還在美國總統大選期間,將兩位候選人的納米級頭像刻進原子薄層芯片。
研究團隊下一步將集中精力對新方法進行改進,以增強二硫化鉬在集成芯片中的一致性,并最終規模化生產實用電路。“我們認為,可以做到將二硫化鉬直接集成到硅基上,垂直構建出立體微芯片,取代傳統平面結構的芯片。”波普說,“這種立體芯片和電路更適合用在三維節能建筑中。而且二硫化鉬是一種透明、可彎曲材料,未來可將窗戶變成電視,或將車頂擋風玻璃變成顯示器。”
