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原标题:瀚昱能源0,台湾陈家浩博士团队成功研发出单原

浏览次数:86 时间:2019-11-03

在实验中,团队也利用单层二硒化钨半导体与铁酸铋氧化物所组成的二维复合材料,展示调控二维材料电性无需金属电极,就能打开、关闭电流以产生 1 和 0 逻辑讯号,能大幅降低电路制程与设计复杂度,避免短路、漏电或互相干扰的情况发生。

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二硒化钨(WSe2)的热传导率大约是热传导率最好的钻石的10万分之一,是世界上热传导率最低的材料。奥地利维也纳科技大学的研究人员们首次开发出由二硒化钨制做的二极体,根据实验显示,这种材料可被用于超薄的软性太阳能电池。

瀚昱能源林健峰博士团队运用同步辐射研究中心资源研发出仅有单原子层厚度(0.7纳米)且具优异的逻辑开关特性的二硒化钨(WSe2)二极管,并在《自然通讯Nature Communications》杂志上发表研究成果。

但成功大学物理系教授吴忠霖说,石墨烯不容易成为半导体材料,因此团队决定选用另一种与石墨烯同属二维材料的过渡金属硫属化合物:二硒化钨,并成功研发出厚度仅 0.7 nm、又具优异逻辑开关特性的二硒化钨二极体。

1月15日消息,台湾瀚昱能源林健峰博士团队整合同步辐射研究中心成功研发出了0.7nm二硒化钨二极管,这意味着人类终于打破了半导体3nm制程极限,超越了摩尔定律直接进入次纳米时代(1纳米),也揭示化合物半导体终将取代硅半导体的时代到来。

市场上,台积电正在发展 3 nm投资计划,3 nm制程新厂预计 2022 年底第一期开始量产;而实验室中的科学家则积极寻找能微缩至原子尺度的电晶体材料,希望让数位装置变得更加轻薄、效率更高。

近年来,科学家除改善集成电路之中的晶体管基本架构外,也积极寻找具有优异物理特性且能微缩至原子尺度(lt;1纳米)的晶体管材料,期望能突破3纳米的极限。

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根据研究团队介绍,二维单原子层二极管的诞生,更轻薄,效率更高,除了可超越摩尔定律进行后硅时代电子元件的开发,以追求元件成本/耗能/速度最佳化的产业价值外,还可满足未来人工智能芯片与机器人学习所需大量运算效能的需求。

文章来源:technews

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虽然该研究成果还只限于实验室中,但未来若能将此单原子层二极体组合成各种积体电路,由于负责运算的传输电子被限定在单原子层内,将能大幅增加运算速度,预期可超过现今电脑运算速度千倍甚至万倍,而且耗能量极少,可满足人工智能芯片或机器学习的大量运算需求,或者未来手机充一次电可以使用长达 1 个月。该团队新论文发表在《自然通讯》期刊。

二维材料具有许多独特的物理与化学性质,科学家相信这些性质能为计算机和通信等多方领域带来革命性冲击。研究团队说明,与石墨烯(Graphene)同属二维材料的二硒化钨(WSe2),是一种过渡金属二硫族化合物(Transition Metal Dichalcogenides,简称TMDs),但是石墨烯不容易成为半导体材料,而二硒化钨(WSe2)能在单化合原子层的厚度(约0.7纳米)内展现绝佳的半导体传输特性,比以往传统硅半导体材料,除了厚度上已超越3纳米的制程极限外,可完全满足次世代集成电路所需更薄、更小、更快的需求。

相比以往传统的硅半导体材料,吴忠霖说,二硒化钨二极体厚度上已超越三nm制程极限,可完全满足次世代积体电路所需更薄、更小、更快的需求。

“WiFi网络正成为目前最普遍的无线互联网连接技术,而台湾瀚昱是世界上为数不多的可以同时提供无线射频芯片、ASIC芯片、软件协议栈和无线组网技术等软硬件相结合的高端产品和解决方案的公司。”台湾瀚昱总经理林健峰博士表示,作为一家拥有供应航天技术背景的高科技企业,瀚昱长期专注于无线物联通信解决方案的研发与推广,其负责芯片设计的团队成员均拥有10年以上的芯片设计经验。同时,瀚昱还拥有蓝牙、WiFi等协议栈软件技术,在无线音频、无线视频、无线数据加密等技术上积累多年,拥有众多具有独立知识产权的技术与产品。

11月21日消息,积体电路制程突破,由成功大学物理系吴忠霖教授、国家同步辐射研究中心陈家浩博士等人组成的团队,成功研发出仅单原子层厚度且具优异逻辑开关特性的二硒化钨二极体。据团队说法,负责运算的传输电子被限定在单原子层内,将大幅降低干扰并增加运算速度,若未来应用在数位装置,运算速度预期可超过现今电脑千倍、万倍。

二硒化钨(WSe2),主要的结构是由上下各一层硒原子连接中间1层钨原子所组成。二硒化钨(WSe2)的热传导率大约是热传导率最好的钻石的10万分之一,是世界上热传导率最低的材料。二硒化钨二极体负责运算的传输电子被限定在单原子层内,将大幅降低干扰并增加运算速度,若未来应用在数位装置,运算速度预期可超过现今电脑千倍、万倍,而且耗能量极少,可满足芯片或机器装备大量耗能需求,或者未来手机充一次电可以使用长达1个月。

压缩至原子级的二维材料具有许多独特物理与化学特性,比如材料界神话石墨烯,就是第一个被发现仅碳原子厚度的二维材料,导电度极佳。此外,由于厚度极薄,透过堆栈不同类型的二维材料能展现出不同功能性。

近年来,作为物联网应用领域中主流的无线通信连接技术之一,WiFi的价值愈发凸显,全球WiFi设备也呈现出迅猛增长的态势。据美国市场情报研究机构ABI Research预测,随着WiFi技术不断发展,且应用范围日渐扩大,预计2015–2019年间的WiFi芯片组累计出货量将接近180亿。

二硒化钨,主要的结构是由上下各一层硒原子连接中间1层钨原子所组成。这种WSe2材料就像石墨烯一样可吸收光线,所吸收的光线可用于产生电力。这种薄层的确又轻又薄,约有95%的光线都能穿过,但其余5%的十分之一光线都会被材料吸收,并转换成电力。因此,其内部效率相当高。如果多个超薄层彼此堆叠,这种入射光线的很大一部份都能有效加以利用──但有时这种高透明度可能带来有利的副作用。

团队也利用单层二硒化钨半导体与铁酸铋氧化物所组成的二维复合材料,展示调控二维材料电性无需金属电极,就能打开和关闭电流以产生1 和0 逻辑讯号,能大幅降低电路制程与设计复杂度,避免短路、漏电或互相干扰的情况发生。

据该研究团队负责人林健峰博士介绍,WSe2二极管不仅更轻薄,而且效率也更高,除了可以追求元件成本/耗能/速度最佳化的产业价值外,还可满足未来人工智能芯片、智能装备与机器人、计算机和通信等诸多领域所需大量计算效能的需求。

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