新研究:立方砷化硼有潛力成為比矽更優良的半導體材料

新華社北京7月26日電(記者喬本孝)科研人員日前發表在學術期刊《科學》的新研究顯示，一種名為立方砷化硼的材料在實驗室展現出比矽更好的導熱性和更高的雙極性遷移率，有潛力成為比矽更優良的半導體材料。

矽是目前應用最廣泛的半導體材料，然而矽作為半導體有兩項不足。第一，矽不太善於傳導熱量，導致晶片溫度總是過熱，散熱問題已經成為制約晶片性能的重要因素。第二，矽有較好的電子遷移率，但不具備足夠好的空穴遷移率，後者對半導體性能也很重要。材料中帶負電的電子離開後，留下的帶正電的空位，被稱作"空穴"。電子遷移率和空穴遷移率統稱為雙極性遷移率。

科學家認為，立方砷化硼在理論上同時具有比矽更好的導熱性，以及更高的雙極性遷移率。早先實驗已證實，該材料的熱導率約是矽的10倍。

來自麻省理工學院等美國院校的科研人員日前在《科學》雜誌上發表研究進一步證實，立方砷化硼在實驗中同時展現出更優良的導熱性和雙極性遷移率。研究人員表示，這可能是目前發現的最好的半導體材料。

同期《科學》雜誌也刊登了中國科學院聯合美國休士頓大學團隊的相關研究成果。該研究用不同的測量方法證實了立方砷化硼的高雙極性遷移率，甚至在材料樣本中的一些位置發現了比理論計算更高的雙極性遷移率。

參與研究的中國科學院國家納米科學中心副研究員岳帥介紹說，雙極性遷移率"決定了半導體材料的邏輯運算速度，遷移率越高則運算速度越快"。

研究人員表示，到目前為止立方砷化硼只在實驗室規模進行了製備和測試，下一步的研究將圍繞如何經濟、大量地生產這種材料，從而真正促進半導體產業發展。