華人科學(xué)家發(fā)現(xiàn)迄今最佳半導(dǎo)體材料

Insigne

半導(dǎo)體材料是一種導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間、可用來制作半導(dǎo)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。
% I' ~& C" A3 E: W
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(dǎo)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(dǎo)體材料。

$ i: u% T+ W) q- v" N立方砷化硼是一種媲美金剛石的超高熱導(dǎo)率半導(dǎo)體，自2018 年以來受到廣泛關(guān)注，更被稱為可能是最好的半導(dǎo)體材料，但一直不確定是否能商用化。直到最近，麻省理工學(xué)院研究人員首次取得重要科學(xué)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(lǐng)域的潛在用途，比如提高CPU 速度。
4 U- \2 a: g* H0 m% w' i# g/ T- w; N1 u
; \: ^' M5 V5 X7 H# g% T+ K7 A7 月 22 日，來自美國麻省理工學(xué)院、休斯頓大學(xué)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(dǎo)率，而且還具有極高的導(dǎo)熱特性。

科學(xué)家表示，這是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最好的半導(dǎo)體材料，或許放眼未來也會是最好的那個。相關(guān)成果已經(jīng)發(fā)表在近期的《科學(xué)》雜志上。

" S' u) E# B- b6 K% x+ Q) G雖然科學(xué)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(dǎo)體材料，但是否能真正進入市場與設(shè)備應(yīng)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(shù)，未來是否可能對新材料投入高額資金研發(fā)，還有待觀察。
$ v/ r4 o/ L8 B: H
" X: E& U& J- h/ g9 b3 W$ u當(dāng)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。
" g& p, b& W3 G, ~4 d2 e8 K
作者包括多名華裔科學(xué)家，其中一名曾被美國政府逮捕入獄一年！

+ U6 |3 U! h" L7 ~7 A: n可以看到作者欄中包括多位華人，例如麻省理工學(xué)院機械工程教授陳剛、任志峰（休斯敦大學(xué)）等。
1 L" A! h6 D0 B