硅薄膜讓電子產(chǎn)品體積再一次縮小

如果你覺得手持式電子裝置已經(jīng)夠小而無法再進一步微縮時，半導(dǎo)體架構(gòu)的一項突破，可能就是技術(shù)更進一步小型化的關(guān)鍵。美國芝加哥大學(xué)(University of Chicago)和康奈爾大學(xué)(Cornell University)的研究人員合作，實現(xiàn)了一種能生長厚度僅幾個原子的硅薄膜制造方法，并使其得以彼此上下堆疊多層，就像一疊“便利貼”(Post-IT)一樣。借由這種堆疊微型半導(dǎo)體的方式，科學(xué)家和工程師就能讓手機等個人電子裝置到太陽能電池等各種電子產(chǎn)品的尺寸進一步縮小。截至目前為止，這些硅薄膜層在彼此的頂部生長，限制了可用于制造的材料。這意味著“生長”這些薄層的過程必須能夠承受極高溫度的材料。研究人員采用的方法是單獨制作薄膜，然后再將材料置于真空中進行剝離，最后再像“便利貼”一樣堆疊并連接各層薄膜；這種新方法不需要加熱，因為每一層都是單獨建構(gòu)后再放置在彼此之上。這使得研究人員能夠在分層之間制作弱鍵接合，以取代傳統(tǒng)的強共價鍵連接，因而使各層之間的干擾減少，讓各自的表面完整性得以保持不變。

這種新方法讓科學(xué)家們得以單獨制作出僅有幾個原子厚度的微形薄膜，并將它們像“便利貼”般地彼此堆疊于新型電子元件上，可望創(chuàng)造出無限的應(yīng)用可能性...（來源：UChicago Creative）研究人員并將薄膜置于裝置中，以測試其電特性，結(jié)果顯示其功能可按原子級設(shè)計，從而使其得以成為未來電腦芯片的基本組成。這種創(chuàng)新方法為半導(dǎo)體薄膜材料的應(yīng)用帶來了無數(shù)的可能性，不但能在水或塑料表面生長薄膜材料，還可以將薄膜材料浸入水中加以分離，或用離子束進行切割或蝕刻成型。研究人員目前正探索一套簡單且高性價比的完整途徑。如果能夠制作出僅原子厚的硅薄膜層，就可能使幾乎所有的電子產(chǎn)品都能再進一步縮小。想像交錯各個導(dǎo)體層并切換至3D電子元件或整個系統(tǒng)中。微機電系統(tǒng)(MEMS)也可以包含在這些分層中，以便在單一裝置上提供所有的傳感器與執(zhí)行器。不需要驅(qū)動訊號，芯片功率降低，而性能則能持續(xù)提升。然而，這種方法也存在一連串的問題。因為這些薄層本身只有幾個原子厚，很難將它們精確地放在彼此之上。芝加哥大學(xué)化學(xué)系教授JiWoong Park說：“我們正考慮的問題難度就像是將精準地覆蓋一塊芝加哥般大小的塑料薄膜，而不至于產(chǎn)生任何氣泡?！碑敳牧媳臼〉暮穸冗_到原子級時，每一個獨立的小原子都可能產(chǎn)生問題。然而，這個創(chuàng)新的過程可能為許多技術(shù)和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域帶來無數(shù)次的突破，甚至超越你的想像所及。Park說：“我們期望新的模型能加速新材料的發(fā)現(xiàn)，以及實現(xiàn)大規(guī)模的制造?！?/p>