石墨烯的零带隙半导体特性严重限制了其在微电子器件中的应用

来源：快科技时间：2021-11-02 11:51:06 阅读量：7919

今年8月举行，全球IEEE芯片导线技术国际会议，最近几年来，IMEC提出了延续摩尔定律，打破2nm芯片物理极限的四种方法。

所有这些方法都基于的使用，材料在的基础上经过讨论，专家组最终达成一致，将石墨烯定位为下一代新型半导体材料，并将碳基芯片定义为下一个芯片时代的主流

以石墨烯为代表的碳基二维材料自发现以来，受到了广泛关注可是，石墨烯的零带隙半导体特性严重限制了其在微电子器件中的应用

针对这种情况，中国科学院上海微系统与信息技术研究所的研究人员于2013年开始研究新型碳基二维半导体材料的制备2014年1月，成功制备了由碳和氮原子组成的类石墨烯蜂窝状有序半导体C3N单层材料，并发现了该材料经电子注入后产生的铁磁长程序

从结构图中可以看出，原来由C原子形成的六边形都被N原子隔开C3N的成功合成弥补了石墨烯没有带隙的缺陷，为碳基纳米材料在微电子器件中的应用提供了新的选择，受到广泛关注

研究人员最初在2016年认识到AA # 39和AB # 39堆叠C3N的制备在此基础上，他们和华东师范大学袁庆红研究员通过近五年的努力，借助实验技术和理论研究，在双层C3N的带隙性质和输运性质研究领域取得了突破，进一步证明了双层C3N在纳米电子学等领域的重要应用潜力

这项工作证明了通过控制堆垛层错来实现双层C3N从半导体到金属的转变是可行的。

与本征带隙为1.23 eV的单层C3N相比，双层C3N的带隙大致可分为三种:接近金属性的AA和AA # 39AB和AB#39，堆叠和带隙比单层减少了近30%，堆积，带隙接近单层的双层摩尔堆积。

上述工作是C3N材料实验和理论研究的重要突破，为进一步构建新型全碳微电子器件提供了支持。宋运涛表示，他们已经开始设计未来的核聚变电站，并希望在国家的大力支持下在10年内完成示范工程。

可是，与目前成熟的石墨烯相比，C3N的研究起步较晚，在这种材料的基本物理性能研究方面还有许多空白需要填补。。

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