二維材料新發展與高科技材料產業 | 化學工廠資訊網
![二維材料新發展與高科技材料產業](https://i.imgur.com/lO00bdM.jpg)
2020年7月16日—其他的二維材料,特別是過渡金屬二硫屬化合物(TMD),卻開始在半導體及其他...這有點像是AI現在的發展場景:熟悉演算法的雲端公司要下凡落地覺得是滿 ...
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半導體大廠仍不斷尋找可以使用的二維材料。法新社
二維材料自石墨烯的發現後,陸陸續續發現了一千餘種。原先的應用重心放在石墨烯上,但是石墨烯沒有帶隙,不能當做半導體。其他的二維材料,特別是過渡金屬二硫屬化合物(TMD),卻開始在半導體及其他應用大放異彩。譬如用MoS2、WSe2等做CMOS的通道材料,有效解決了奈米元件通道漏電和熱耗散問題,使得奈米元件不必借諸3D幾何形狀以及其所需要的複雜製程。其他的應用如用CaF2當成介電物質、WS2(也是TMD)當成光子波導內層防光漏的材料等。
最近這方面的進展加速進行,特別是在半導體製程的持續微縮以及新元件的操作機制應用上。
先是三月台積電和交大擕手在《Nature》發表的在Cu(111)上長的單晶hBN(hexagonal Boron Nitride;六角形氮化硼)。它的長晶難處在於由於hBN有兩種相,而其能量差極為微小,只有0.05eV,近乎簡併態(degenerate state)。相對於在長晶退火時的能量尺度0.1eV這區別太小,因此退火後晶體會呈現不同相的領域(domain)。解決的方法是先在藍寶石上長純粹的Cu(111)晶體,由於Cu在邊界有垂直的邊緣,這個邊緣有偏好的方向性,可以打破簡併態的對稱性,因此利用此邊界可以在Cu(111)上長成單晶的hBN。
單晶的hBN可以置於MoS2與其上高k介電質HfO2之間,減少HfO2邊緣懸空鍵對於在MoS2中流動電子的誘捕和散射。但是有沒有像媒體講得那麼神奇?可能沒有,至少前一陣子才發表的CaF2宣稱較諸hBN,其介電常數為高、漏電流較小、與周圍物質晶格較匹配。奈米材料可以選擇的很多,先用數據庫選好候選材料再做實驗可能最省力。
無獨有偶的,三星最近也在《Nature》發表了非晶相氮化硼(a-BN;amorphous BN),用途是在金屬導線四周的介電質。a-BN的介電常數大、密度高,能減少金屬導線...
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