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半導體材料是一種導電能力介于導體和絕緣體之間,、可用來制作半導體器件和集成電路的電子材料,,例如硼,、金剛石,、鍺,、硅,、灰錫,、銻,、硒、碲等,,或者 SiC 這種合成材料,。# x8 D3 G9 O. }5 Q3 X) F" V
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現(xiàn)階段,人類文明現(xiàn)代科技便是建立在以硅為代表的這類半導體材料之上的成果,,從太陽能電池到芯片都離不開它,,但因?qū)岷推渌蚬枰沧⒍藷o法成為最理想的半導體材料。
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立方砷化硼是一種媲美金剛石的超高熱導率半導體,,自2018 年以來受到廣泛關注,,更被稱為可能是最好的半導體材料,但一直不確定是否能商用化,。直到最近,,麻省理工學院研究人員首次取得重要科學進展,于實驗中發(fā)現(xiàn)立方砷化硼晶體為電子,、電洞提供高載流子遷移率,,擴大該材料于商業(yè)領域的潛在用途,比如提高CPU 速度,。6 U" R6 c& Y b. ^) O7 \
/ o# o/ s5 a. P3 L+ t) G7 月 22 日,,來自美國麻省理工學院、休斯頓大學和其它機構(gòu)的科研團隊發(fā)現(xiàn)了一種名為“立方砷化硼”的材料突破了這兩個限制,,它既能為電子和空穴提供高遷移率,,又有優(yōu)良的電導率,而且還具有極高的導熱特性,。 _3 o) {/ W; g* n# J7 u, m
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科學家表示,這是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最好的半導體材料,,或許放眼未來也會是最好的那個,。相關成果已經(jīng)發(fā)表在近期的《科學》雜志上。
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. ]# R$ U# ~& J雖然科學家證明了立方砷化硼出色的熱性能和電性能,,看起來幾乎是理想的半導體材料,,但是否能真正進入市場與設備應用還有待商榷,因為立方砷化硼材料的其他性能還需要測試,,比如長期穩(wěn)定性,,以及最巨大的挑戰(zhàn):大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)純化立方砷化硼。硅花了幾十年時間才走到如今制造純度超過99.99999999% 的技術,未來是否可能對新材料投入高額資金研發(fā),,還有待觀察,。
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當然,到目前為止,,立方砷化硼還只能在實驗室小規(guī)模量產(chǎn)和測試,,而且不均勻。還需要做更多的工作來確定立方砷化硼是否能以一種實用,、經(jīng)濟的形式制造出來,,目前來看要想取代地球上無處不在的硅還有很長一段路要走。但研究人員說,,即使在不久的將來,,這種材料也可能找到一些用途,使其獨特的特性產(chǎn)生重大影響,。
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! } w, ~- b, ]6 n6 X+ e作者包括多名華裔科學家,,其中一名曾被美國政府逮捕入獄一年!: n9 u; G5 C, l5 ]" x( J. J: \
9 z! b, G5 H n4 s可以看到作者欄中包括多位華人,,例如麻省理工學院機械工程教授陳剛,、任志峰(休斯敦大學)等。6 q& t5 E. [# W, t; m6 p
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