煤炭或将对半导体行业产生巨大影响

      据IEEESpectrum报道，一个研究小组正在研究用煤炭替代金属氧化物薄膜，用于绝缘下一代二维晶体管的可能性。如果能成功地用煤炭替代现代的金属氧化物晶体管，将对半导体行业产生巨大影响。

  半导体依靠多种材料才能正常工作。虽然半导体主要由硅制成，但还需要其他材料对硅晶体管进行绝缘，防止电流在不该离开晶体管时离开（另一个术语就是漏电）。在当今的半导体中，采用金属氧化物对硅晶体管进行绝缘，以防止漏电。  

  但问题是：由于包括人工智能在内的诸多因素，如今对半导体晶体管的需求达到了历史最高水平。由于对半导体芯片的需求不断增加，构成现代半导体晶体管的材料硅越来越难找。因此，半导体行业现在急需找到新的、更容易获得的材料来替代硅。

  煤炭就是这样被发现可以替代硅基半导体晶体管的。煤并不是用来取代硅晶体管的，而是作为非硅晶体管的绝缘体进行研究，以取代金属氧化物。

  这就是煤炭被发现作为替代硅基半导体晶体管的潜在候选者的原因。煤炭没有被用来取代硅晶体管，取而代之的是，它正在被研究作为非硅晶体管的绝缘体，以取代金属氧化物。

  目前，正在研究其他一些材料来替代硅晶体管，即石墨烯和钼。由这两种材料制成的晶体管因其令人难以置信的平坦度而被称为2D晶体管。特别是石墨烯能够在单个原子的厚度下发挥作用。

  然而，这些2D晶体管的一个问题是金属氧化物在与它们结合时无法充分绝缘。这会导致泄漏，使晶体管无法工作。研究发现，煤炭对石墨烯和钼晶体管的绝缘能力要强得多，能够正确地绝缘晶体管极其平坦的表面。这是金属氧化物无法完成的。

  煤炭绝缘子的研发仍处于起步阶段。尽管如此，目前，它是唯一被发现能够隔离石墨烯和钼2D晶体管的材料，为煤炭提供了光明的未来。它还具有其他几个优点，包括高丰度、易于制造和丰富的纳米结构，使其成为未来半导体制造的理想材料。

来源： IEEE Spectrum

编 辑：徐悉