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快訊：新技術(shù)實(shí)現(xiàn)微電子器件電子結(jié)構(gòu)可視化

2019-07-22 15:37:54來源：科技日報(bào)

英國華威大學(xué)和美國華盛頓大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種技術(shù)

，首次將微電子器件中的電子結(jié)構(gòu)可視化

，這為制造二維半導(dǎo)體及精密協(xié)調(diào)的高性能微電...

英國華威大學(xué)和美國華盛頓大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種技術(shù)

，首次將微電子器件中的電子結(jié)構(gòu)可視化

，這為制造二維半導(dǎo)體及精密協(xié)調(diào)的高性能微電子設(shè)備打開了大門。

材料的電子結(jié)構(gòu)描述了電子在該材料內(nèi)的行為

，從而反應(yīng)出流經(jīng)該材料的電流的性質(zhì)

。這種行為會(huì)隨著施加在材料上電壓的大小而變化，隨著電壓變化而變化的電子結(jié)構(gòu)決定了微電子電路的效率

。操作裝置中電子結(jié)構(gòu)的變化是現(xiàn)代所有電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)

，但到目前為止，還沒有辦法直接看到這些變化的具體情況

，來幫助人們理解它們是如何影響電子行為的

。

為了能夠直觀地觀察研究微電子器件中電子的行為軌跡，優(yōu)化微電子器件的功能

，研究人員開發(fā)了一種新技術(shù)

，用它可以在操控只有原子厚度的所謂二維材料制成的微電子器件時(shí)，測量電子的能量和動(dòng)量;進(jìn)而利用這些信息

，對材料的光電特性進(jìn)行可視化表達(dá)

。該技術(shù)使用角度分辨光發(fā)射光譜(ARPES)來“激發(fā)”選定材料中的電子，通過將一束紫外線或X射線聚焦在一個(gè)特定區(qū)域的原子上

，受到激發(fā)的電子就會(huì)從原子中被擊出

。然后，研究人員可以測量該電子的能量和運(yùn)動(dòng)方向

，從而計(jì)算出它們在材料中所具有的能量和動(dòng)量

，由此決定了這種材料的電子結(jié)構(gòu)。然后可以將其與理論預(yù)測進(jìn)行比較

，而理論預(yù)測是基于最先進(jìn)的電子結(jié)構(gòu)計(jì)算得出的。

研究人員認(rèn)為

，這項(xiàng)技術(shù)使得微電子器件電子結(jié)構(gòu)可視化

，讓人們獲得設(shè)計(jì)更高性能元器件所需的信息，從而制造出工作效率更高

、能耗更低的電子元器件

。還有助于開發(fā)二維半導(dǎo)體，這些半導(dǎo)體被視為下一代電子產(chǎn)品的潛在組件

，在柔性電子

、光電和自旋電子學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用。該項(xiàng)由實(shí)驗(yàn)主導(dǎo)的研究成果發(fā)表在近期出版的《自然》雜志上

。

責(zé)任編輯：孫知兵

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