新型薄膜半導體電子遷移速度創紀錄

科技日報北京7月17日電 （記者劉霞）據美國趣味科學網站16日報道，來自美國麻省理工學院、美國陸軍作戰能力發展司令部（DEVCOM）陸軍研究實驗室和加拿大渥太華大學等機構的科學家，利用名為三元石英的晶體材料，成功研制出一種新型超薄晶體薄膜半導體。薄膜厚度僅100納米，約為人頭發絲直徑的千分之一。其中電子的遷移速度創下新紀錄，約為傳統半導體的7倍。這一成果有助科學家研制新型高效電子設備。相關論文發表于《今日材料物理學》雜志。

研究論文通訊作者、麻省理工學院的賈加迪什·穆德拉指出，他們通過分子束外延過程制造出了這款薄膜半導體。該過程需要精確控制分子束，逐個原子地構建材料，這樣獲得的材料瑕疵最小最少，從而實現更高的電子遷移率。

研究人員向這種薄膜半導體施加電流時，記錄到電子以10000平方厘米/伏秒的破紀錄速度遷移。相比之下，在標準硅半導體內，電子的遷移速度通常約為1400平方厘米/伏秒；在傳統銅線中則更慢。

研究人員將這種薄膜半導體比作“不堵車的高速公路”，認為這有助于研制更高效、更可持續的電子設備，如自旋電子設備和可將廢熱轉化為電能的可穿戴熱電設備。

研究團隊指出，即使材料中最微小的瑕疵也會阻礙電子運動，從而影響電子遷移率。他們希望進一步改進制作過程，讓薄膜變得更纖薄，從而更好地應用于未來的自旋電子設備和可穿戴熱電設備。