11 月 26 日消息,科技媒体 eurekalert 于 11 月 24 日发布博文,报道称科学家成功研发出新型量子材料,通过在硅晶圆上施加一层纳米级厚度的压缩应变锗外延层构建,其空穴迁移率高达 715 万 cm²/Vs,刷新了 IV 族半导体的电荷传输速度纪录。
注:空穴迁移率(Hole Mobility)是衡量半导体材料导电性能的一个关键指标。它描述了带正电的“空穴”(原子失去电子后留下的空位)在电场作用下移动的速度。迁移率越高,意味着电荷移动越快、阻力越小,材料的导电性能越好,制成的芯片速度更快、功耗更低。
压缩应变锗(Compressively Strained Germanium,cs-Ge)是一种经过特殊处理的锗(Ge)材料。通过在原子层面施加“压力”(压缩应变),改变其晶体结构,从而优化其电学特性。

该团队由华威大学物理系半导体研究组负责人 Maksym Myronov 副教授领导,通过在硅晶圆顶部精心构建一层纳米级厚度的压缩应变锗外延层,创造出一种名为“硅基压缩应变锗”(cs-GoS)的量子材料。
团队通过对锗层施加精确的应变,成功构建出一种超洁净的晶体结构,让电荷几乎可以无阻力地在其中流动。Maksym Myronov 副教授强调,这种新材料将世界领先的迁移率与工业可扩展性相结合,是实现大规模集成电路的关键。

测试结果显示,这种新材料的空穴迁移率达到了创纪录的 715 万 cm²/Vs,意味着电荷在其中的移动效率远超传统硅材料,这一特性将让未来的芯片运行速度更快,同时功耗更低。
加拿大国家研究委员会首席研究员 Sergei Studenikin 博士表示,这项成果为作为全球电子工业核心的 IV 族半导体材料树立了新的电荷传输基准,为开发与现有硅技术完全兼容的、更节能的高速电子设备和量子设备打开了大门。


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