猶他大學(xué)的研究者近期發(fā)現(xiàn)一種特別的二維半導(dǎo)體材料，可以用于制造處理速度更加快速，功耗更小的智能手機(jī)和電腦。
　　猶他大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授Ashutosh Tiwari在基板上堆覆了一種新發(fā)現(xiàn)的錫氧化合物二維材料。Tiwaji和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這種材料相較于傳統(tǒng)的三維材料（比如Si），其電荷可以以更快的速度穿過(guò)自身。這項(xiàng)突破能夠用于制造速度更快、功耗更小并且低發(fā)熱的電腦、手機(jī)等配件。
　　這種半導(dǎo)體是一種錫氧化合物，又稱作錫石（SnO）。二維材料只有一個(gè)原子的厚度，相比于傳統(tǒng)的諸如Si這樣的三維材料，二維材料的電荷移動(dòng)速度更快。這種二維半導(dǎo)體材料可用于所有電子設(shè)備的核心——晶體管，例如移動(dòng)電話及筆記本電腦內(nèi)置的的圖形處理器與中央處理器。
　　猶他大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的Ashutosh Tiwari副教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)了這種新型材料，并于2月15日在先進(jìn)電子材料期刊發(fā)表了他們的研究成果，同時(shí)登上了該雜志的封面。
　　目前，電子器件中的晶體管和其他部件都是由三維材料制得，例如硅材料，這類材料在玻璃基質(zhì)上堆疊成多層結(jié)構(gòu)，電子在層與層之間運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性是該類材料的一大缺陷。關(guān)于二維材料的研究熱潮已經(jīng)持續(xù)了五年，這類材料最顯著的優(yōu)勢(shì)在于，單電子層有一個(gè)或者兩個(gè)原子的厚度，正如Tiwari所說(shuō)，這種情況“使得電子只能在一個(gè)電子層移動(dòng)，從而速度更快”。
　　研究人員近期已發(fā)現(xiàn)了多種類型的二維材料，例如二硫化鉬、石墨烯及硼球烯。但是這些材料只適合N型電子或者負(fù)電子的運(yùn)動(dòng)。
　　一個(gè)電子設(shè)備當(dāng)中，半導(dǎo)體材料需要同時(shí)允許電子以及正電荷的運(yùn)動(dòng)，以便形成“空穴”。Tiwari發(fā)現(xiàn)的一氧化錫材料是首例穩(wěn)定的P型半導(dǎo)體二維材料。
　　如今我們有了一切——我們發(fā)現(xiàn)了P型二維半導(dǎo)體材料及N型二維半導(dǎo)體材料。前景會(huì)更加明朗，進(jìn)展會(huì)更加快速。
　　Ashutosh Tiwari, Associate Professor, Materials Science and Engineering, University of Utah
　　Tiwari及他的團(tuán)隊(duì)研發(fā)的最新二維材料可以使得晶體管微型化及快速化。計(jì)算機(jī)處理器由數(shù)以億計(jì)的晶體管組成，越多含芯片的晶體管，處理器越強(qiáng)大。假使這種材料應(yīng)用于手機(jī)及計(jì)算機(jī)的晶體管中，電子器件的運(yùn)行速度將是以往的100倍。
　　區(qū)別于三維材料，二維材料電子在單層移動(dòng)減少了摩擦阻力，其結(jié)果就是不至于導(dǎo)致像普通電腦芯片一樣發(fā)熱。它們幾乎不需要?jiǎng)恿?lái)運(yùn)行，這也是其應(yīng)用在移動(dòng)電子產(chǎn)品電池的巨大優(yōu)勢(shì)。
　　Tiwari表明這種突破性材料也可以應(yīng)用在醫(yī)療設(shè)備中，例如電子器官的植入，可以使得其在單電池充電的情況下工作較長(zhǎng)時(shí)間。
　　這個(gè)研究領(lǐng)域當(dāng)下很熱，人們都表現(xiàn)出了極大的興趣。可能2-3年內(nèi)我們就將看到該類材料應(yīng)用的實(shí)物。
　　Ashutosh Tiwari, Associate Professor, Materials Science and Engineering, University of Utah
　　這項(xiàng)研究的其他參與者包括猶他大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的博士生K. J. Saji 和 Kun Tian，以及俄亥俄州萊特-帕特森空軍實(shí)驗(yàn)室的Michael Snure。