美國(guó)麻省理工學(xué)院機(jī)械工程系陳剛教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)于2018年預(yù)測(cè),立方砷化硼對(duì)電子和空穴都有非常高的遷移率。近期,來(lái)自美國(guó)麻省理工學(xué)院、休斯頓大學(xué)和其他機(jī)構(gòu)的研究團(tuán)隊(duì)的最新實(shí)驗(yàn)研究證明,立方砷化硼的材料克服了硅作為半導(dǎo)體的兩個(gè)限制,能夠?yàn)殡娮雍涂昭ㄌ峁┖芨叩倪w移率,并且具備良好的導(dǎo)熱性能。該研究成果于2022年7月21日以題名“High ambipolar mobility in cubic boron arsenide”在線發(fā)表在《Science》期刊上。
具有高熱導(dǎo)率和電子空穴遷移率的半導(dǎo)體對(duì)于電子和光子器件以及基礎(chǔ)研究具有重要意義。在超高導(dǎo)熱性材料中,立方砷化硼(c-BAs)預(yù)計(jì)同時(shí)表現(xiàn)出大于1000 cm2V-1s-1的高電子和空穴遷移率。使用光學(xué)瞬態(tài)光柵技術(shù),在c-BAs樣品的相同位置但存在空間變化,室溫下實(shí)驗(yàn)測(cè)量了1200Wm-1K-1的熱導(dǎo)率和1600 cm2V-1s-1的雙極遷移率。從頭計(jì)算法表明,降低電離和中性雜質(zhì)濃度分別是實(shí)現(xiàn)高遷移率和高熱傳導(dǎo)率的關(guān)鍵。高雙極遷移率加上超高導(dǎo)熱率,使c-BAs成為下一代電子產(chǎn)品的潛在候選產(chǎn)品。
研究人員稱,立方砷化硼可能是迄今為止業(yè)界已發(fā)現(xiàn)的各項(xiàng)性能最好的半導(dǎo)體材料。當(dāng)然,立方砷化硼作為一種最新發(fā)現(xiàn)的材料,它的長(zhǎng)期穩(wěn)定性等其他性能還有待進(jìn)一步測(cè)試。據(jù)悉,到目前為止,立方砷化硼只在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模進(jìn)行了制造和測(cè)試,這些產(chǎn)品并不均勻,還需要更多的工作來(lái)確定能否以實(shí)用并經(jīng)濟(jì)的形式制造立方砷化硼。
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