消息中心伯克利实验室的科学家成长原子薄膜晶体管和电路

在帮助铺平道路为下一代电子技术与计算机技术的进步 — — 和可能像纸一样薄的小玩意 — — 与美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室 （伯克利实验室） 科学家开发出一种化学组装晶体管和是只有几个原子厚的电路。

更重要的是，他们的方法产生的规模足够大，开始思考现实世界的应用和商业的可扩展性功能结构。

科学家们控制合成的窄缝通道被刻蚀在导电石墨烯和一种叫做过渡金属 dichalcogenide 或议决的半导体材料上的晶体管，被播种在空白的渠道。这些材料都是单层的晶体和原子薄，所以两部大会产生了一些本质上是二维的电子结构。此外，合成是能够覆盖面积几厘米长，宽几毫米。

“这是一大步可扩展和可重复的方式，建立以原子方式超薄电子产品或包装更多的计算能力在较小的区域，”乡张说，在伯克利实验室材料学部高级领导这项研究的科学家。

张还在加州大学 (UC) 伯克利持有欧内斯特 · S.山赋予了椅子，并为伯克利分校 Kavli 能源纳米科学协会会员。其他科学家们研究了贡献包括马文赵、 玉叶、 杨霞、 汉宇朱、 思齐王，和从加州大学伯克利分校，以及以谟汉元王和康奈尔大学的大卫 · 穆勒。

他们的工作是研究旨在与摩尔定律，持有，集成电路中的晶体管数量增加一倍大约每两年俱进新浪潮的一部分。为了保持这种速度，科学家们预测集成的电子将很快要求测量的长度小于 10 纳米的晶体管。

晶体管是电子开关，所以他们需要能够打开和关闭，这是半导体特性。然而，在纳米尺度上，硅晶体管可能不会是一个不错的选择。这是因为硅是一种散装材料，以及由硅制成的电子产品变得越来越小，其性能随着交换机大大减少，这是未来电子产品的主要障碍。

研究者们到是只有一个分子厚作为替代材料，以跟上摩尔定律的二维晶体。这些晶体硅约束并不是。

本着这种精神，伯克利国家实验室科学家开发方式种子单层的半导体，在本例中福堂二硫化钼 (MoS2)，流入渠道光刻刻在一张纸的导电石墨烯。两个原子表满足到使石墨烯上，有效地注入 MoS2 当前的窗体纳米尺度路口。这些路口使原子薄晶体管。

默文赵，第一作者和张的组在伯克利国家实验室和加州大学伯克利分校的博士生说:”这种方法允许使用二维材料，表明改进的性能与使用传统的金属注入 TMDCs 当前相比，电子电路，化学程序集”。

光学和电子显微镜图像和光谱的映射，确认成功形成和二维晶体管功能相关的各个方面。

此外，科学家们证明了由装配到逆变器的逻辑电路的结构的适用性。科学家们说，这进一步凸显的技术能力为化学组装的原子计算机奠定基础。

“两个这些二维晶体合成了在晶圆级与当前半导体制造兼容的方式。通过与其他生长系统集成我们的技术，这是可能的未来的计算完全可以做到与原子薄薄的晶体，”赵说。

研究由海军研究办公室和全国科学基金会支持。