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新金属材料-砷化铌纳米

 隐秋 2023-01-01 发布于北京

目前最主要的导电材料是铜,随着计算设备体积越来越小,当铜变得很薄,进入二维尺度时,电阻变大,导电性迅速变差,功耗大幅度增加,这也是制约芯片等集成电路技术进一步发展的重要瓶颈。 

2019年3月19日,据央视报道,材料领域国际顶级期刊《自然·材料》,发表复旦大学修发贤团队最新研究论文,《外尔半金属砷化铌纳米带中的超高电导率》,制备出二维体系中具有目前已知最高导电率的外尔半金属材料-砷化铌纳米带。

这种砷化铌纳米带的电导率,是铜薄膜的一百倍,石墨烯的一千倍。

更让人期待的是,区别于超导材料只能在零下几十度超低温下应用,新材料砷化铌的高电导机制即使在室温下仍然有效。

复旦大学物理学系教授修发贤团队利用了氯化铌、砷、氢气三种元素来制备这种砷化铌纳米带,这种材料有一个表面态,允许电子在上面快速地通行,可以让电子快速通过而降低能耗。

修发贤还称,该技术有望解决手机电脑发热问题,他表示,我们的手机发热、电脑发热是有两个原因,晶体管本身的发热和电流流经这些(互连)导线所产生的导线发热,那我们现在要解决的问题就是导线的发热,我们的这个材料就可以在这一方面有所用途。 

导电材料是电子工业的基础,现在最主要的材料是铜,已大规模用于晶体管的互连导线。

信息时代,计算机和智能设备体积越来越小,信号传输量爆炸式增长,芯片中上千万细如发丝的晶体管互连导线“运送压力”随之加大。而当铜变得很薄,进入二维尺度时,电阻变大,导电性迅速变差,功耗大幅度增加。

所以,新材料的出现,有望带来新的技术和发展。

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