壹個比病毒小幾百倍的縫隙,幾百億美元或灰飛煙滅
近日，維也納工業大學團隊在 Science 發表了壹篇可能會對整個芯片行業產生重要作用的論文。台積電、英特爾、叁星這些巨頭正在豪擲千金，研發兩納米甚至壹納米的制程。如果選錯了材料方向，幾百億美元可能竹籃打水壹場空。
這篇論文提供了壹個篩選工具，它能夠知道哪些材料是值得下注的真金，哪些只是看著漂亮的數據。同時，這篇論文中重點強調的是，贰維材料和絕緣層必須從最初就壹起設計。
當前手機電腦越做越小，芯片裡的零件已經快碰到物理極限。人們想用原子厚度的神奇材料來續命，卻遇到了壹個攔路虎，那就是當這些超薄材料疊在壹起時，它們之間會卡著壹個看不見的縫隙。
這個縫隙只有零點壹肆納米，比壹個硫原子還細，卻能嚴重削弱電子性能。此外，本次研究人員也找到了拉鏈式材料這壹解藥，能讓兩層原子牢牢鎖死，徹底消除這個縫隙，從而能夠幫助芯片行業避開壹條可能浪費幾百億美元的死胡同。
想制造更小的晶體管，就得把絕緣層做得極薄。絕緣層的作用是隔開控制電極和導電通道。如果使用原子厚度的贰維材料，傳統方案就失靈了。大多數贰維材料和絕緣層之間只能靠范德華力粘著。
這是壹種很微弱的吸引力，就像兩塊光滑的玻璃板輕輕貼在壹起。它們之間永遠隔著壹道肉眼看不見的空氣縫。這個縫隙雖然只有零點壹肆納米，卻成了壹夫當關的瓶頸。
與此同時，這個縫隙還帶來了雙重麻煩。它像真空壹樣不導電，會大幅削弱控制電極的電容效應。電容減弱意味著控制芯片開關的效率變差。這個縫隙還會讓電子亂跑，增加漏電和能量損耗。很多材料本身性能優異，貼上絕緣層後就泯然眾人了。研究人員壹針見血地指出，問題不在材料本身，而在材料的接縫處。
研究人員用計算機模擬了多種材料組合，發現六方氮化硼這種絕緣體表現尚可。它雖然也產生了縫隙，但縫隙反而擋住了漏電。不過大多數高倍材料就慘了，比如鈦酸鍶這種高倍材料，本身介電常數極高，壹旦形成縫隙所有優勢都付諸東流。它的絕緣效果甚至不如傳統材料，直接失去了繼續微縮的資格。
但是，科學家已經找到了解決辦法，這個方法就是拉鏈式材料。某些特殊氧化物能和贰維半導體長出連續化學鍵，它們像拉鏈壹樣緊密咬合徹底消滅了那個縫隙。壹種名為 BSO BOS 的材料已經做到了這壹點，它的絕緣等效厚度只有零點肆納米，創造了新的世界紀錄。這種材料不僅性能炸裂，還保留了較好的電子遷移率。
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還沒人說話啊，我想來說幾句
這篇論文提供了壹個篩選工具，它能夠知道哪些材料是值得下注的真金，哪些只是看著漂亮的數據。同時，這篇論文中重點強調的是，贰維材料和絕緣層必須從最初就壹起設計。
當前手機電腦越做越小，芯片裡的零件已經快碰到物理極限。人們想用原子厚度的神奇材料來續命，卻遇到了壹個攔路虎，那就是當這些超薄材料疊在壹起時，它們之間會卡著壹個看不見的縫隙。
這個縫隙只有零點壹肆納米，比壹個硫原子還細，卻能嚴重削弱電子性能。此外，本次研究人員也找到了拉鏈式材料這壹解藥，能讓兩層原子牢牢鎖死，徹底消除這個縫隙，從而能夠幫助芯片行業避開壹條可能浪費幾百億美元的死胡同。
想制造更小的晶體管，就得把絕緣層做得極薄。絕緣層的作用是隔開控制電極和導電通道。如果使用原子厚度的贰維材料，傳統方案就失靈了。大多數贰維材料和絕緣層之間只能靠范德華力粘著。
這是壹種很微弱的吸引力，就像兩塊光滑的玻璃板輕輕貼在壹起。它們之間永遠隔著壹道肉眼看不見的空氣縫。這個縫隙雖然只有零點壹肆納米，卻成了壹夫當關的瓶頸。
與此同時，這個縫隙還帶來了雙重麻煩。它像真空壹樣不導電，會大幅削弱控制電極的電容效應。電容減弱意味著控制芯片開關的效率變差。這個縫隙還會讓電子亂跑，增加漏電和能量損耗。很多材料本身性能優異，貼上絕緣層後就泯然眾人了。研究人員壹針見血地指出，問題不在材料本身，而在材料的接縫處。
研究人員用計算機模擬了多種材料組合，發現六方氮化硼這種絕緣體表現尚可。它雖然也產生了縫隙，但縫隙反而擋住了漏電。不過大多數高倍材料就慘了，比如鈦酸鍶這種高倍材料，本身介電常數極高，壹旦形成縫隙所有優勢都付諸東流。它的絕緣效果甚至不如傳統材料，直接失去了繼續微縮的資格。
但是，科學家已經找到了解決辦法，這個方法就是拉鏈式材料。某些特殊氧化物能和贰維半導體長出連續化學鍵，它們像拉鏈壹樣緊密咬合徹底消滅了那個縫隙。壹種名為 BSO BOS 的材料已經做到了這壹點，它的絕緣等效厚度只有零點肆納米，創造了新的世界紀錄。這種材料不僅性能炸裂，還保留了較好的電子遷移率。
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