華人科學家發現迄今最佳半導體材料

Insigne

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。
) M9 H9 d+ B% k. X( Z. C8 n- x
; |" {( ^5 I& `3 t8 h現階段，人類文明現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，但因導熱和其它原因硅也注定了無法成為最理想的半導體材料。

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，于實驗中發現立方砷化硼晶體為電子、電洞提供高載流子遷移率，擴大該材料于商業領域的潛在用途，比如提高CPU 速度。

4 M5 r: ?+ j" C+ T7 i8 S7 月 22 日，來自美國麻省理工學院、休斯頓大學和其它機構的科研團隊發現了一種名為“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，又有優良的電導率，而且還具有極高的導熱特性。

4 {; T2 S  O2 o  I$ b% ~, s9 f科學家表示，這是迄今為止發現的最好的半導體材料，或許放眼未來也會是最好的那個。相關成果已經發表在近期的《科學》雜志上。
/ U: a  ?6 _" }7 J  n
: v* [. V$ r, o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，比如長期穩定性，以及最巨大的挑戰：大規模商業化生產純化立方砷化硼。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，還有待觀察。

當然，到目前為止，立方砷化硼還只能在實驗室小規模量產和測試，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，使其獨特的特性產生重大影響。
3 n7 c: R9 ?' y' h3 W) j
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！

" N( P: v, Y" Q( Z: \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。
* x) r% f& ?4 Q; K% Y