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  晶体是计算机、通讯、航空、激光技术等领域的关键材料。传统制备大尺寸晶体的方法,通常是在晶体小颗粒表面“自下而上”层层堆砌原子,好像“盖房子”,从地基逐层“砌砖”,最终搭建成“屋”。

  北京大学科研团队在国际上首创出一种全新的晶体制备方法,让材料如“顶着上方结构往上走”的“顶竹笋”一般生长,可保证每层晶体结构的快速生长和均一排布,极大提高了晶体结构的可控性。这种“长材料”的新方法有望提升芯片的集成度和算力,为新一代电子和光子集成电路提供新的材料。这一突破性成果于5日在线发表于《科学》杂志。

  北京大学物理学院凝聚态物理与材料物理研究所所长刘开辉教授介绍,传统晶体制备方法的局限性在于,原子的种类、排布方式等需严格筛选才能堆积结合,形成晶体。随着原子数目不断增加,原子排列逐渐不受控,杂质及缺陷累积,影响晶体的纯度质量。为此,急需开发新的制备方法,以更精确控制原子排列,更精细调控晶体生长过程BEAT365官方网站

  为此,刘开辉及其合作者原创提出名为“晶格传质-界面生长”的晶体制备新范式:先将原子在“地基”,即厘米级的金属表面排布形成第一层晶体,新加入的原子再进入金属与第一层晶体间,顶着上方已形成晶体层生长,不断形成新的晶体层。

  实验证明,这种“长材料”的独特方法可使晶体层架构速度达到每分钟50层,层数最高达1.5万层,且每层的原子排布完全平行、精确可控,有效避免了缺陷积累,提高了结构可控性。利用此新方法,团队现已制备出硫化钼、硒化钼、硫化钨等7种高质量的二维晶体,这些晶体的单层厚度仅为0.7纳米,而目前使用的硅材料多为5到10纳米。

  “将这些二维晶体用作集成电路中晶体管的材料时,可显著提高芯片集成度。在指甲盖大小的芯片上,晶体管密度可得到大幅提升,从而实现更强大的计算能力。”刘开辉说,此外,这类晶体还可用于红外波段变频控制,有望推动超薄光学芯片的应用。(记者魏梦佳)

  美国北卡州立大学研究人员今天表示,他们开发出制造高质量原子量级半导体薄膜(薄膜厚度仅为单原子直径)的新技术。材料科学和工程助理教授曹林友(音译)说,新技术能将现有半导体技术的规模缩小到原子量级,包括激光器、发光二极管和计算机芯片等。

  美克隆胚胎干细胞成果引争议美国一研究小组近日在《细胞》杂志发表论文称,通过向剔除细胞核物质的卵细胞内植入皮肤细胞,成功培育出了人类胚胎干细胞。

  北京时间5月11日消息,据美国国家地理网站报道,近日美国宇航局为庆祝其在轨的斯皮策空间望远镜超期运行1000天而精心挑选出了10张最佳空间红外拍摄图像。2003年8月25日,美国宇航局发射了斯皮策空间望远镜,其目的是透过被厚厚的星际尘埃云的阻隔,窥视星系的核心和宇宙中其它隐秘的区域。

  将这些二维晶体用作集成电路中晶体管的材料时,可显著提高芯片集成度。这类晶体还可用于红外波段变频控制,有望推动超薄光学芯片的应用。