美国北卡州立大学研究人员日前表示,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。
研究人员研究的材料是硫化钼,它是一种价格低廉的半导体材料,电子和光学特性与目前半导体工业界所用的材料相似。然而,硫化钼又与其他半导体材料有所不同,因为它能以单原子分层生长形成单层薄膜,同时薄膜不会失去原有的材料特性。
在新技术中,研究人员将硫粉和氯化钼粉放置于炉内,并将温度逐步升高到850摄氏度,此时两种粉末出现蒸发(汽化)并发生化学反应形成硫化钼。继续保持高温,硫化钼能沉积到基片上,形成薄薄的硫化钼膜。
曹林友表示,他们成功的关键是寻找到了新的硫化钼生长机理,即自限制生长,通过控制高温炉中分压和蒸汽压来精确地控制硫化钼层的厚度。
研究人员目前在试图寻找其他的方式,以制造类似的但每个原子层由不同材料组成的薄膜。同时,他们也在利用新技术制作场效应晶体管和发光二极管。