2D電子元件相容新技術

【本刊訊】2D材料在全球相關研究單位引起熱潮,不同於3D材料,2D材料可應用在可撓式透明電子元件、感測器及高電子遷移率的電晶體上。最常使用的2D材料為石墨烯(graphene)及俗稱凡得瓦材料(van der Waals materials)的過度金屬二硫化物,因為二維原子結晶體,具有極大的機械強度、彈性、很高的熱傳導率及電子傳導率等,具有很多研發應用的可能。

美國麻省理工學院的帕拉西奧斯(Tomas Palacios)領軍與四所大學共同組成的研究團隊,於近期公佈了一項CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)相容新技術,首度將石墨烯與二硫化鉬(molybdenum sulphide)異質結構合併為單一的電子裝置與電路,將不同的2D材料整合到單一的電子裝置上。研究團隊採用化學氣相沉積法生長的石墨烯做為接觸電極及內連線(interconnect)、二硫化鉬做為電晶體通道,製造出大型的電子電路。

團隊成員表示,由於電路中每個元件都非常薄,完成後的裝置具有可撓性及透明度。用於穿戴式電子產品的研發,可有進一步的研發。研究團隊正在嘗試將同為2D材料的六角氮化硼(hexagonal boron nitride, hbn)加入結構中,作為薄絕緣層使用。



互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS)
為一種積體電路製程,可在矽晶原上製作出PMOS(p-type MOSFET)和NMOS(n-type MOSFET)的元件,在特性上形成互補。因CMOS只有在電晶體切換開啟與關閉時才需要耗能,十分節能且不易產生熱。

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