国辐中心发现新材料,有望成为半导体潜力新星

国辐中心主导的国际研究团队对“钴/ 二硫化钼异质结构”进行特征研究分析,发现这项新材料组合有望带领半导体突破物理极限,成为取代硅等传统半导体材料的潜力新星。

随着半导体制程迈向3纳米,如何跨越晶体管微缩的物理极限,成为半导体业积极发展的关键技术。厚度只有原子等级的二维材料(2D Material),例如石墨烯(Graphene)与二硫化钼(MoS2)等,被视为有潜力取代硅等传统半导体材料。

国家同步辐射研究中心(国辐中心)今天发布新闻稿,国辐中心研究员魏德新主导的国际研究团队,历时2年多,利用“台湾光源”(Taiwan Light Source,TLS)与意大利同步辐射光源(Elettra),对“钴/ 二硫化钼异质结构”进行特征分析,发现在室温下,异质结构间的交互作用仍然可以在非晶相的磁性材料中,诱发出常见于晶相结构的“自发磁异向性”,为磁异向性的起源与操控,开辟崭新视野。

国辐中心表示,研究成果在7月1日登上国际顶尖期刊《纳米视界》(Nanoscale Horizons),并获选为期刊封面内页。

国辐中心指出,磁异向性指的是磁性材料的磁化方向容易沿特定方向排列的特性,可用来定义数字记录中的0与1。如何运用新材料或是人工结构的制备来发现新的磁异向性,并控制其方向,是目前发展磁存储与磁感应技术的重要关键,包括磁阻随机访问内存(MRAM)、手机的电子罗盘、陀螺仪,都会用到电子自旋的特性。与传统电子组件相比,自旋电子组件可以提供更高能源效率和更低功耗,也被预测为是下一时代的主流组件。

魏德新表示,研究首度发现增进磁异向性的另一个成因“轨域混成”(Orbital hybridization),团队未来将深入探讨产生这个现象的关键机制,进一步研究操控自旋电子磁区方向的新方法,有机会为半导体业与光电等产业,带来突破性的发展。

(首图来源:shutterstock)