纳米材料之后，谁来“负责”未来电子产品微型化_风闻

                                                                   

编译／雷鑫宇  审稿／alone  责编／张梦

研究人员制造了硼墨烯-石墨烯二维异质结构，发现其性能非常适合用于制造新型电子产品。

硼墨烯-石墨烯异质结构的原子分辨率隧道扫描显微镜图片。

纳米材料为诸多新兴技术奠定了基础，例如微型、灵巧和透明的电子器件。虽然很多纳米材料已经表现出良好的电子性能，但科学家们仍然在寻求整合这些材料的更好方式，以便用于制造性能优异的半导体和电路。

美国西北大学的研究人员利用石墨烯和硼墨烯制造了二维异质结构，向制造基于纳米材料的集成电路迈出了重要一步。

硼墨烯

材料科学与工程学教授Mark Hersam说：“打开智能手机内部的集成电路，你会发现许多材料被集成在了一起。然而，很多传统材料已经达到了极限。通过将硼墨烯和石墨烯等纳米材料整合在一起，我们为纳米电子学领域开辟了新的可能性。”

Hersam和应用物理学博士生Xiaolong Liu等在《科学进展》杂志发布了相关研究结果。

集成电路通常会包含很多不同的功能材料。得益于材料制造业的不断进步，晶体管电路的尺寸变得越来越小——它们基本已经缩小到了极限。

超薄二维材料是解决这个问题的潜在答案，但是二维材料的集成却是非常困难的。二维材料只有单原子厚度，如果两种材料的原子没有完美排列，集成化就不可能成功。不幸的是，绝大多数二维材料在原子层级上都是不匹配的。这对二维集成电路的应用形成了巨大挑战。

为了测试两种材料是否能集成到同一个异质结构中，Hersam等在同一种基材上“培育”了石墨烯和硼墨烯。因为石墨烯的培育温度较高，研究人员先在基材上培育了石墨烯，然后在基材的其他区域沉积了硼。通过这一操作，研究人员制造出了侧界面。由于硼墨烯的包容性较好，两种材料实现了原子级贴合。

研究人员利用扫描隧道显微镜分析了硼墨烯-石墨烯二维异质结构，发现它非常适合用于制造微型电子设备。

Hersam说：“结果表明，我们可以由此制造出超高密度设备。”他希望利用类似方法制造出更复杂的二维结构，进而用于电子设备和电路的制造。

Hersam团队已开始着手开发基于硼墨烯的其他异质结构。他说：“在过去的二十年中，新材料为晶体管技术的小型化和性能优化提供了可能性。现在，二维材料有望接过重任。”

期刊来源：《科学进展》

期刊编号：2375-2548

原文链接：

https://www.mccormick.northwestern.edu/news/articles/2019/10/creating-2D-heterostructures-for-future-electronics.html

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