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輝鉬 -概述
輝鉬(mù )是一種單分子層材料制造半導體。它用來制造更小、能效更高的電子芯片,在下一代納米電子設備領域,將比傳統(tǒng)的硅材料或富勒烯更有優(yōu)勢。
輝鉬在自然界中含量豐富,通常用于合金鋼或潤滑油添加劑中的成分,在電子學領域尚未得到廣泛研究。
輝鉬是一種二維材料,非常薄,很容易用在納米技術上,在制造微型晶體管、發(fā)光二極管(LEDs)、太陽能電池等方面有很大潛力。
優(yōu)勢領域
同硅相比,輝鉬的優(yōu)勢之一是體積更小,輝鉬單分子層是二維的,而硅是一種三維材料。在一張0.65納米厚的輝鉬薄膜上,電子運動和在兩納米厚的硅薄膜上一樣容易。但目前不可能把硅薄膜做得像輝鉬薄膜那么薄。
輝鉬的另一大優(yōu)勢是比硅的能耗更低。在固態(tài)物理學中,能帶理論描述了在特定材料中電子的能量。在半導體中,自由電子存在于這些能帶之間,稱為“帶隙”。如果帶隙不太小也不太大,某些電子就能跳過帶隙,能更有效控制材料的電子行為,開關電路更容易。
間隙值
輝鉬單分子層內部天然就有較大的帶隙,雖然它的電子流動性較差,但在制造晶體管時,用一種氧化鉿介質柵門就可使室溫下單層輝鉬的運動性大大提高,達到富勒烯納米帶的水平。富勒烯沒有帶隙,要想在上面人為造出帶隙非常復雜,還會降低其電子流動性,或者需要高電壓。由于輝鉬直接就有帶隙,可以用單層輝鉬制造間帶通道場效應晶體管,且在穩(wěn)定狀態(tài)下耗能比傳統(tǒng)硅晶體管小10萬倍。在光電子學和能量捕獲應用領域,單層輝鉬還能與富勒烯共同使用,形成優(yōu)勢互補。