ValeTric发现可以拓展穆尔定律的局限性

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研究今天出现在自然通讯发现有用的新信息样品中锡处理潜在的(II)硫化物(SNS),候选人”valleytronics晶体管材料终有一天会使芯片制造商把更多的计算能力到微芯片。 

研究是由美国能源部Jie Yao劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)和舒仁琳伯克利大学材料科学与工程系,包括来自新加坡和中国的科学家。研究小组使用了伯克利实验室分子铸造的独特能力,美国能源部科学办公室用户设施。 

valleytronics利用局部能量极值不同(谷)与选择规则存储0和1。在SnS,这些极值有不同形状和不同光的极化反应,让0和1被直接识别。本图说明了不同状态的电子能量的变化,表现为空间曲面。示出了曲面的两个山谷。

几十年来,在传统的晶体管材料的改进已经足够维持穆尔的法律–芯片制造商包装更多的晶体管的历史模式(因此更多的信息存储和处理能力)到一个给定体积的硅。今天,然而,芯片制造商们担心他们可能很快达到传统材料的基本限制。如果他们不能继续装更多的晶体管到更小的空间,他们担心穆尔定律会破裂,防止未来的电路变得比他们的前辈更小更强大。 

这就是为什么全世界的科学家都在为新的材料,可以在较小的空间进行狩猎,主要是利用自由的材料提供–换句话说,额外的程度,使用材料的独特性能,在相同的SP进行更多的计算王牌。自旋电子学,例如,是一个晶体管,利用向上和向下自旋电子材料作为开关晶体管状态的概念。 

valleytronics,另一个新兴的方法,利用候选晶体材料的高选择性响应特定的光照条件下显示/关闭状态–就是利用材料的能带结构,0和1的信息存储在单独的烯静谷电子,这是依赖于材料的晶体结构。 

在这项新研究中,研究小组发现,硫化锡(II)(SNS)能够吸收光的不同偏振态的光然后选择性再发射不同颜色在不同极化。这同时访问常用电子和valleytronic自由度是有用的,这将大大增加计算能力和数据存储密度的材料制成的电路。 

“我们展示了具有能量的山谷,可以直接识别和分离控制的新材料,”姚说。“这很重要,因为它为我们提供了一个平台,了解谷签名是由电子和信息可以很容易地存储和处理之间的山谷,这是科学和工程意义。” 

林,该论文的第一作者,说材料不同于先前研究的候选valleytronics材料由于具有室温&nbsp这种选择性;没有额外的偏见,除了激发光源,这减轻了先前严格控制山谷的NT要求。相比前作材料,SNS也是过程更容易。 

有了这个发现,研究人员将能够制定作战valleytronic设备,总有一天会被集成到电子电路。在这种新材料的光和山谷之间的独特的耦合也可以铺向未来的混合电子/光子芯片的方式。 

伯克利实验室的“超越穆尔定律”的倡议,利用基本的科学能力和独特的用户设施伯克利实验室和加州伯克利评价为下一代电子技术和计算技术有前途的候选人。其目的是建立了密切的合作伙伴关系,加快行业通常需要从一个技术的发现将其规模化、商品化的时间。

劳伦斯伯克利国家实验室

劳伦斯伯克利国家实验室通过推进可持续能源、保护人类健康、创造新材料、揭示宇宙的起源和命运来应对世界上最紧迫的科学挑战。成立于1931,伯克利实验室的科学知识得到了13个诺贝尔奖的认可。加利福尼亚大学管理美国能源部科学办公室的伯克利实验室。更多,请点击这里。

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