下一代纳米结构开启制造超低功率电子元件的可能

发布者:心怀梦想最新更新时间:2023-04-23 来源: cnbeta关键字:低功率  电子元件 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章

来自东京都立大学的科学家们成功地设计了过渡金属二硫化物的多层纳米结构,它们在平面内相遇形成结点。他们从掺杂铌的二硫化钼碎片的边缘长出了二硫化钼的多层结构,形成了一个厚实的、粘合的、平面的异质结构。他们证明了这些可用于制造新的隧道场效应晶体管(TFET),即具有超低功率消耗的集成电路中的元件。


image.png

化学气相沉积法可用于从不同的TMDC中生长出一个多层TMDC结构。资料来源:东京都立大学


场效应晶体管(FET)是几乎所有数字电路的一个重要组成部分。它们根据跨接的电压来控制电流的通过。虽然金属氧化物半导体场效应晶体管(或称MOSFET)构成了当今使用的大多数场效应晶体管,但人们正在寻找下一代材料,以驱动要求越来越高、体积越来越小的设备,并使用更少的功率。这就是隧道式场效应晶体管(或TFET)的作用。TFET依赖于量子隧道,这是一种电子能够通过通常因量子力学效应而无法逾越的障碍的效应。尽管TFETs使用的能量要少得多,并且长期以来一直被认为是传统FETs的一个有前途的替代品,但科学家们还没有想出以可扩展的形式实现该技术的方法。


由宫田康光副教授领导的东京都立大学的一个科学家团队一直致力于用过渡金属二钙化物制作纳米结构,过渡金属和第16组元素的混合物。过渡金属二钙化物(TMDCs,两个钙化物原子对一个金属原子)是制造TFET的优秀候选材料。他们最近的成功使他们能够将单原子厚的晶体TMDC片层缝合到前所未有的长度上。


现在,他们已经将注意力转向了TMDC的多层结构。通过使用化学气相沉积(CVD)技术,他们表明他们可以从安装在衬底上的堆叠晶体平面的边缘生长出不同的TMDC。其结果是一个多层厚度的面内结。现有的关于TMDC结的大部分工作都是使用相互堆叠的单层;这是因为,尽管面内结的理论性能极佳,但以前的尝试无法实现使TFET工作所需的高空穴和电子浓度。

Multi-Layered-TMDC-Heterostructures-Electronic-Properties.webp

(a) 二硒化钨和二硫化钼的多层结的扫描透射电子显微镜图片。(b) 用于表征掺杂铌和未掺杂二硫化钼的多层p-n结的电路示意图。(c) 结上的导带最小值(Ec)和价带最大值(Ev)的能级示意图。费米水平(EF)表示在零温度下电子填充能级的水平。当施加栅极电压时,电导带中的电子可以穿越界面隧道。(d) 电流-电压曲线作为栅极电压的函数。在较高的栅极电压下,可以清楚地看到NDR趋势。资料来源:东京都立大学


在使用从二硒化钨生长出来的二硫化钼证明了他们技术的稳健性之后,他们把注意力转向了铌掺杂的二硫化钼,一种p型半导体。通过生长出未掺杂的二硫化钼(一种n型半导体)的多层结构,研究小组实现了TMDC之间的厚p-n结,其载流子浓度达到了前所未有的高度。此外,他们发现该结呈现出负微分电阻(NDR)的趋势,即电压的增加导致电流的增加越来越少,这是隧道的一个关键特征,也是这些纳米材料进入TFET的重要第一步。


该团队采用的方法也可以在大面积上扩展,使其适合在电路制造过程中实施。这对现代电子学来说是一个令人兴奋的新发展,希望它能在未来的应用中找到自己的方式。





关键字:低功率  电子元件 引用地址:下一代纳米结构开启制造超低功率电子元件的可能

上一篇:纠缠量子光源在芯片上集成,有望成为可编程光量子处理器基本组件
下一篇:金属电子释放实现阿秒范围测控,或将电子电路速度加快100万倍

推荐阅读最新更新时间:2024-11-02 03:19

我国无源电子元件研究发展及若干战略思考
无源电子元件是一大类重要的电子信息产品。无源元件与有源器件(集成电路等半导体产品)共同构成电路的核心部分,是各类电子信息产品的基础。在新型电子产品中,集成电路和无源元件占全部电子元器件及零部件的生产总成本的46.1%和9.1%,而在总安装成本中却分别占12.7%和55.1%,甚至某些片式元件的管理和安装成本已经超过其价格。不难看出,无源电子元件已经成为制约整机进一步向小型化、集成化发展的瓶颈。 1、无源电子元件在我国经济社会发展中的地位 根据信息产业部的统计资料,我国的电子信息产业规模已经成为国民经济第一大产业。信息业产业的发展已成为决定我国的国民经济、社会发展、人民生活、国家安全水平的主要因素。 电子元件及其组件制造业
[焦点新闻]
学习单片机常用的电子元件
现在学习单片机,入门套件中主要用到2个型号:STC12C5A32S2和STC12C4052AD,这两款芯片在我选择的时候是考虑了很多问题的综合选择。所以用这款芯片就可以完成大部分的8位单片机的开发。如果你觉得接口不够多,还可以选择贴片48脚的5A60S2,是目前STC单片机中的旗舰芯片了。 STC12C4052AD Datasheet: http://www.21icsearch.com/datasheet/STC12C4052AD/Z2Vpa3GTZg==.html 【点阵屏】 点阵屏是很好的字母和汉字的显示屏。一般都是8*8的。组成16*16时才可以显示汉字。其中15088和07088是常用的,红色几乎是最常
[单片机]
东芝开发出应用于小型功率产品的CMOS图像传感器
东芝公司(Toshiba Corporation)最近宣布开发采用小面积、低功率像素读出电路的CMOS图像传感器。内置读出电路的样品传感器显示,其性能是传统传感器的两倍。(1)2月20日,东芝在加州旧金山召开的2013年国际固态电路会议(ISSCC 2013)上展示了这项研发成果。 随着新兴市场对商品手机的需求增大,CMOS图像传感器需要具备小尺寸、低功耗和低噪音性能等特性。CMOS图像传感器的像素读出电路主要为降噪相关双采样(CDS)电路,并配有可编程增益放大器(PGA)和模数转换器(ADC)。串行信号处理架构最适合通过小面积、低功率像素读出电路确保传统CMOS图像传感器安全可靠,因为PGA和ADC可供该传感器各列区中的诸多CDS
[嵌入式]
安富利电子元件部亚洲区发布三种Xilinx新开发工具套件
新加坡 – 2006年11月21日 –安富利公司 (NYSE: AVT)旗下运营机构安富利电子元件部亚洲区今天发布三种新的Xilinx FPGA(现场可编程门阵列)开发工具套件:两种Virtex-4 PCI Express套件和一种Virtex-5 LX套件。这三种可供购买的套件都为应用的设计和验证提供了完整的开发平台。 Xilinx Virtex-4 FX PCI Express开发工具套件配套提供FX60或FX100器件。系统电路板上有一些到片上RocketIOTM千兆位收发器的高速串行接口,包括一个8通道PCI Express接口。电路板还支持带DDR和flash存储器的片上PowerPCTM处理器、10/100/1000以
[新品]
电子元件的角度来谈谈台式机主板的选购
  老百姓买电脑,如果是笔记本,那只能从品牌,外观,配置,售后服务等方面来权衡,选择自己喜爱的一款笔记本,完全没有办法深入到内部,了解结构,电路设计和 元件 选用,不管是菜鸟还是行家里手,都是如此。   但DIY台式机就很不一样,相信大家都有体会并认真研究对比,最后选定一款主板的经验。菜鸟级别的朋友在买主板的时候,主要考虑品牌,价格或者干脆就托给朋友;数码爱好者,则会研究市场口碑和评价,然后自己再去研究CPU,内存,芯片组等一些内在信息,这样的话,基本也能买到一款自己认为不错的主板;而电子行业精通者,就大不一样了,除了以上所说都能做到之外,他们还能深入到具体的电子元件选用,来判断主板的好坏,从而买到真正意义上的好主板。当然,前
[电源管理]
从<font color='red'>电子元件</font>的角度来谈谈台式机主板的选购
基于TOPSwitch-GX系列TOP247Y芯片的功率开关电源设计
 本文介绍了一种基于TOP247Y的多路开关稳压电源,其结构简单、成本低廉、制作调试方便,基本上能达到所要求的条件。        TOPSwitch-GX系列芯片工作原理   图1给出了TOP247Y芯片内部结构图,共有6个引出端,它们分别是控制端C、线路检测端L、极限电流设定端X、源极S、开关频率选择端F和漏极D。利用线路检测端(L)可实现4种功能:过压(OV)保护;欠压(UV)保护;电压前馈(当电网电压过低时用来降低最大占空比);远程通/断(ON/OFF)和同步。而利用极限电流设定端,可从外部设定芯片的极限电流。在每个开关周期内都要检测功率MOSFET漏源极导通电阻Ros(on)上的漏极峰值电流ID(PK),当ID(PK
[电源管理]
基于TOPSwitch-GX系列TOP247Y芯片的<font color='red'>低</font><font color='red'>功率</font>开关电源设计
元件价格走势更新:需求回升拉紧供应链
需求和价格不断上涨,对于电子元件企业通常是件好事。然而据iSuppli 公司,由于对第四季度的需求情况没有把握,元件厂商不愿意扩大产能和增加库存,这使得全球电子供应链承压。    iSuppli 公司元件价格走势(CPT)跟踪的多数电子元件大类的第三季度价格较第二季度上涨。对于iSuppli 公司追踪的几乎所有元件类别,第三季度交货期也有所延长或处于上升趋势,其中包括模拟器件、电容器、标准逻辑IC、分立器件,滤波器/晶体、振荡器、连接器、电阻、磁性元件和多数存储器件。    人力、收缩产能和削减库存水平,以适应全球经济危机导致的需求低迷状况。    通常情况下,随着需求回暖,这些厂商会重新雇用工人、提高产能和扩大库存,
[半导体设计/制造]
东芝开发出应用于小型功率产品的CMOS图像传感器
东京 – 东芝公司(东京: 6502)日前宣布了对于具有小面积低功率像素读出电路的CMOS图像传感器的开发进展。 内置读出电路的样品传感器性能是传统传感器的两倍。(1)东芝于2月20日在加州旧金山举行的 ISSCC 2013(美国电气和电子工程师学会(IEEE)主办的国际固态电路研讨会)会议上对该产品的开发进展进行了介绍。 随着新兴市场对于商品手机的需求不断增加,CMOS图像传感器需要具备小尺寸、低功耗和低噪声性能等特性。 CMOS图像传感器的像素读出电路主要为降噪相关双采样(CDS)电路,并配有可编程增益放大器(PGA)和模数转换器(ADC)。串行信号处理架构最适合通过小面积、低功率像素读出电路确保传统CMOS图像传感器安全可
[手机便携]
小广播
最新半导体设计/制造文章
换一换 更多 相关热搜器件

 
EEWorld订阅号

 
EEWorld服务号

 
汽车开发圈

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 市场动态 半导体生产 材料技术 封装测试 工艺设备 光伏产业 平板显示 EDA与IP 电子制造 视频教程

词云: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

北京市海淀区中关村大街18号B座15层1530室 电话:(010)82350740 邮编:100190

电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved