據(jù)9月6日出版的《自然》雜志報道,伊斯伯格領(lǐng)導(dǎo)的研究小組采用微波等離子體化學(xué)氣相沉積技術(shù)(CVD技術(shù)),將富含碳元素的甲烷分子分解,分解后的碳原子重新組合,便形成金剛石。
純凈的金剛石其實是良好的絕緣體,但是和硅一樣,如果在其中摻入少量的硼或者氮,它就會變成半導(dǎo)體。
伊斯伯格正是根據(jù)金剛石的這種特性,在甲烷和氫氣的混合物中加入乙硼烷,從而制得摻雜了硼的金剛石。伊斯伯格指出,整個制取過程的關(guān)鍵在于,他們選擇了工業(yè)金剛石晶體(將石墨置于高溫高壓條件下制得)作為襯底,有了這個襯底的“支撐”,碳原子才能整齊有序地排列起來,生成新的金剛石膜。
研究人員表示,利用這種方法制備的金剛石膜有一定的厚度,導(dǎo)電性能良好。
基于它做成的電子元器件,如晶體管等,功率輸出及運行速度可與硅晶體管媲美。不過研究人員同時強調(diào),即使制造工藝上的問題能得以解決,這也不代表金剛石會完全取代硅來制作微電子元器件,相反地,金剛石電子元器件將是硅電子產(chǎn)品的一個補充。
比如,用這種金剛石膜制作的芯片能在幾百攝氏度的高溫下正常工作,而硅芯片的工作溫度不能超過150攝氏度,而且,金剛石電子元器件的體積可以更小,它將在硅電子產(chǎn)品無法應(yīng)用的場合發(fā)揮無可替代的作用。
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