近日，美國(guó)麻省理工學(xué)院和加拿大渥太華大學(xué)的科學(xué)家利用三元碲鉍礦晶體材料研制出一種新型超薄晶體薄膜半導(dǎo)體。這項(xiàng)技術(shù)突破使得電子的遷移速度達(dá)到了傳統(tǒng)半導(dǎo)體的7倍，為高效電子器件的研發(fā)鋪平了道路。

這種超薄的"薄膜"半導(dǎo)體厚度僅為100納米，通過(guò)分子束外延技術(shù)精細(xì)控制分子束，逐個(gè)原子構(gòu)建而成，幾乎無(wú)缺陷的材料結(jié)構(gòu)使得其電子遷移率達(dá)到了驚人的10000 cm²/V-s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了硅半導(dǎo)體的1400 cm²/V-s。

"這就像一條不會(huì)堵車的高速公路，"研究人員描述這種材料的特性，"它對(duì)于更高效、更省電的電子設(shè)備至關(guān)重要，可以用更少的電力完成更多的工作。"

超高的電子遷移率不僅意味著更好的導(dǎo)電性，還意味著電子設(shè)備在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量更少，浪費(fèi)的能量更少。這一特性為開(kāi)發(fā)新型的電子設(shè)備提供了可能，例如將廢熱轉(zhuǎn)換成電能的可穿戴式熱電設(shè)備，以及利用電子自旋處理信息的自旋電子設(shè)備。

為了測(cè)量這種材料中的電子遷移率，科學(xué)家們將其置于極寒磁場(chǎng)環(huán)境中，并通過(guò)通電測(cè)量量子振蕩。麻省理工學(xué)院的物理學(xué)家Jagadeesh Moodera表示，這項(xiàng)成果表明，通過(guò)適當(dāng)控制這些復(fù)雜系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)巨大的科技進(jìn)步。

"我們正朝著正確的方向前進(jìn)，"Moodera說(shuō)，"我們將進(jìn)一步研究、不斷改進(jìn)這種材料，希望使其變得更薄，并用于未來(lái)的自旋電子學(xué)和可穿戴式熱電設(shè)備。"

這項(xiàng)研究不僅展示了材料科學(xué)領(lǐng)域的新進(jìn)展，也為未來(lái)的電子器件技術(shù)革新提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。