1.韓國(guó)科學(xué)家通過(guò)鈣鈦礦-陽(yáng)離子結(jié)合提高了晶體管的性能
鈣鈦礦行業(yè)專(zhuān)家
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據(jù)報(bào)道，韓國(guó)浦項(xiàng)工科大學(xué)（Pohang University of Science and Technology）的一組研究人員近期通過(guò)利用三種不同的鈣鈦礦陽(yáng)離子工藝開(kāi)發(fā)出了世界級(jí)的鈣鈦礦晶體管，這將重塑半導(dǎo)體技術(shù)。
最新研究成果已于近期發(fā)表在了《自然電子》雜志上。
據(jù)了解，在半導(dǎo)體技術(shù)中，n型和p型晶體管都是構(gòu)建電子電路所必需的。n型半導(dǎo)體通過(guò)電子的運(yùn)動(dòng)促進(jìn)電流流動(dòng)，而p型半導(dǎo)體允許電流通過(guò)空穴的運(yùn)動(dòng)。盡管電子電路需要n型和p型半導(dǎo)體，但由于大多數(shù)半導(dǎo)體材料的電子遷移率優(yōu)于空穴遷移率，因此開(kāi)發(fā)高效的p型半導(dǎo)體一直具有挑戰(zhàn)性。這已被全球公認(rèn)為十大技術(shù)挑戰(zhàn)之一。
研究人員表示，鹵化錫鈣鈦礦代表了有前途的p型半導(dǎo)體，具有令人印象深刻的空穴遷移率，使其成為下一代高性能p型晶體管的候選者。
化學(xué)式為ABX3的鈣鈦礦由兩種陽(yáng)離子（A和B）和一種陰離子（X）組成，研究小組一直在通過(guò)多種化合物的組合開(kāi)發(fā)高性能的p型鈣鈦礦半導(dǎo)體材料。2022年，他們就曾使用銫-錫-碘化（Cs-Sn-I）的組合開(kāi)發(fā)了當(dāng)時(shí)性能最好的晶體。
在最新研究中，研究小組巧妙地將三種陽(yáng)離子——甲脒（FA）、銫（Cs）和苯乙銨（PEA）的混合物應(yīng)用于鈣鈦礦（ABX3）陽(yáng)離子的A位。雖然之前的研究分別使用了這些陽(yáng)離子，但這項(xiàng)研究是第一次將這三種陽(yáng)離子結(jié)合起來(lái)。
結(jié)果，該團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)出了缺陷更少的高質(zhì)量p型鈣鈦礦半導(dǎo)體層。
在這一成就的基礎(chǔ)上，他們實(shí)現(xiàn)了具有高空穴遷移率（70 cm2/Vs）和開(kāi)/關(guān)電流比（10的8次方）的晶體管，以更低的功耗實(shí)現(xiàn)了更快的計(jì)算。這些結(jié)果代表了迄今為止報(bào)道的p型鈣鈦礦晶體管的最高性能水平。
研究小組表示，他們?cè)俅纬晒﹂_(kāi)發(fā)出了世界上性能最好的晶體管，超越了去年的性能。
“如果將低溫制程p型半導(dǎo)體的性能提高到與n型半導(dǎo)體相當(dāng)?shù)乃剑涂梢灾圃斐鲂阅芨斓碾娮与娐罚⒋蟠筇岣邤?shù)據(jù)處理速度。我們希望這項(xiàng)研究能夠在電氣和電子工程領(lǐng)域找到廣泛的應(yīng)用，利用半導(dǎo)體和晶體管的潛力。”他們說(shuō)。
本研究得到了韓國(guó)國(guó)家研究基金會(huì)（NRF）創(chuàng)新化學(xué)工程領(lǐng)導(dǎo)者教育計(jì)劃BK21 FOUR計(jì)劃、國(guó)家半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃和三星顯示器（Samsung Display）的支持。
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