來源：科技日報
- 科技日報北京7月24日電 （實習記者張佳欣）據最新一期《科學》雜志 ， 來自美國麻省理工學院、休斯頓大學和其他機構的一個研究團隊進行的實驗表明 ， 一種名為立方砷化硼的材料克服了硅作為半導體的兩個限制：為電子和空穴提供很高的遷移率 ， 并具有良好的導熱性能 。 研究人員說 ， 它可能是迄今為止發現的最好的半導體材料 。
硅作為半導體材料 ， 其性能仍存在缺陷 。 盡管硅中的電子很容易通過它的結構 ， 但它的空穴遷移率較差 。 而其他材料 ， 如廣泛用于激光的砷化鎵 ， 同樣具有良好的電子遷移率 ， 但不具有空穴遷移率 。 更重要的是 ， 硅不太善于傳導熱量 ， 因此芯片溫度總是過熱 。
論文主要作者之一、麻省理工學院機械工程教授陳剛領導的團隊于2018年預測 ， 立方砷化硼對電子和空穴都有非常高的遷移率 ， 最新研究證實了這一點 。
早期實驗表明 ， 立方砷化硼的導熱系數幾乎是硅的10倍 。 這對于散熱來說非常有吸引力 。 研究還證明 ， 這種材料具有非常好的帶隙 ， 這一特性使其作為半導體材料具有巨大潛力 。 【AR|立方砷化硼兼具導電和導熱優勢】新研究表明 ， 砷化硼具有理想半導體所需的所有主要品質 ， 因為它具有電子和空穴的高遷移率 。 研究人員指出 ， 這一點很重要 ， 因為在半導體中 ， 正電荷和負電荷是相等的 。 因此 ， 如果要制造一種設備 ， 就希望有一種電子和空穴的移動阻力更小的材料 。
熱量是目前許多電子產品的主要瓶頸 ， 在包括特斯拉在內的主要電動汽車行業中 ， 碳化硅正取代硅成為電力電子產品 ， 因為它的導熱系數是硅的3倍 ， 盡管它的電子遷移率較低 。 砷化硼的導熱系數是硅的10倍 ， 遷移率也比硅高得多 ， 這可能改變游戲規則 。
到目前為止 ， 立方砷化硼只在實驗室規模進行了制造和測試 ， 這些產品并不均勻 ， 還需要更多的工作來確定能否以實用、經濟的形式制造立方砷化硼 。 但研究人員表示 ， 在不久的將來 ， 人們可能發現這種材料的一些優勢用途 ， 其獨特的性質將帶來明顯改觀 。
【總編輯圈點 】
硅在半導體行業的“武林盟主”地位已維系幾十年 。 隨著電子終端產品向精密高端的方向一路狂奔 ， 人們漸漸發現 ， 這位“武林盟主”并非全能冠軍 ， 也有一些軟肋 。 于是乎 ， 氮化鎵、碳化硅、氧化鋅等各種材料躍躍欲試 ， 前來參加新盟主擂臺賽 。 比賽規則很簡單：不能僅憑實驗室研究數據說話 ， 更要看在產業中的應用效果 。 對于新晉選手立方砷化硼而言同樣如此 ， 要想證明自己 ， 還需在產業應用中拿出真憑實績 。
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