单原子厚度半导体指日可待

让半导体实现如同单原子层一样轻薄，已不再是未来的梦想。由德国、美国和波兰的研究人员共同组成的开发团队打造出一种可能彻底改变电子学的二维(2D)材料。这种材料所具有的半导体特性使其看起来更适于先进应用，而且甚至比石墨烯更好。

最近一期的科学杂志《ACS Nano》中介绍了这种新材料——其化学名称为“六方硼 - 碳 - 氮”(h-BCN)，其中包含了碳、硼与氮。“我们的开发结果可作为新一代晶体管、电子电路与传感器研发的起点，它也比现有电子组件更小。”

此外，德国拜罗伊特大学(University of Bayreuth)教授Axel Enders说，我们预期这种材料将会比互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor；CMOS)更明显降低功耗。虽然CMOS已经达到进一步缩小电子电路的极限了，但这种新材料提供了巨大的潜力，甚至超越已被誉为未来纳米电子学最有前景的石墨烯材料。不过，这二者也具有非常相似的结构。

石墨烯是一种仅以2D交错的碳原子晶格。因此，这种晶格的厚度薄如一个原子层。当这种材料被发现并进一步研究其结构时，其巨大的稳定度引起了全世界的热情。石墨烯比钢铁更强100〜300倍，同时还具有卓越的导热性和导电性。

然而，电子在任何电压下都不受阻碍地流过材料；而且也没有定义的开和关状态。“因此，石墨烯并不适于作为电子组件。针对这种应用就需要半导体，因为它们提供了稳定度，以及可切换不同的状态，”Enders解释说。

研究人员们的想法是用硼和氮取代单个碳原子，使其得以形成具有半导体特性的2D晶格。在与美国内布拉斯加大学林肯分校(University of Lincoln-Nebraska)的研究人员们合作后，这项研究终于达成了目标。此外，包括波兰克拉科夫大学(University of Krakow)、纽约州立大学(State University of New York)以及麻州塔夫斯大学(Tufts University)的研究伙伴们也为这项研做出了贡献。

编译：Susan Hong

本文授权编译自EE Times，