中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近日，由來(lái)自美國(guó)能源部下屬SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室和斯坦福大學(xué)的科學(xué)家組成的科研團(tuán)隊(duì)推算，由單層錫原子組成的材料能夠在常溫下?lián)碛?00%的導(dǎo)電效率?！叭绻擃A(yù)測(cè)被實(shí)驗(yàn)證實(shí)，那么這種材料將可極大地提升計(jì)算機(jī)芯片速度，并降低其能源消耗?！痹搱F(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，斯坦福大學(xué)材料與工程科學(xué)研究所教授張守成（音譯）說(shuō)，“目前，全球已經(jīng)有多個(gè)實(shí)驗(yàn)室正在進(jìn)行這方面的驗(yàn)證試驗(yàn)?！毕嚓P(guān)研究日前發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》。
據(jù)了解，在過(guò)去的幾十年，張守成和同事一直在計(jì)算、研究一種名為拓?fù)浣^緣體的電磁性質(zhì)。這種材料具有表面導(dǎo)電、內(nèi)部絕緣的特性。當(dāng)厚度為一個(gè)原子大小時(shí)，其邊緣的導(dǎo)電效率可達(dá)100%。
張守成表示，這種不同尋常的特性由材料內(nèi)電子和原子核之間的相互作用所致?！霸摬牧峡稍诒砻嫘纬呻娮舆\(yùn)動(dòng)線(xiàn)路。在線(xiàn)路內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子不會(huì)受到任何阻礙，就像跑在德國(guó)的高速公路上一樣?！?
在2006年和2009年，張守成團(tuán)隊(duì)預(yù)測(cè)，碲汞化物和一種由鉍、銻、硒和碲等元素組成的混合物可能是拓?fù)浣^緣體。不久，這些預(yù)測(cè)得到了證實(shí)。但是，研究人員發(fā)現(xiàn)，這兩種物質(zhì)并不能在常溫下保持上述特性，進(jìn)而限制了對(duì)它們的進(jìn)一步應(yīng)用。
今年年初，來(lái)自清華大學(xué)的訪問(wèn)學(xué)者徐勇（音譯）建議張守成團(tuán)隊(duì)考慮單層原子錫材料。“我建議應(yīng)當(dāng)考慮位于元素周期表右部的元素——錫?！毙煊抡f(shuō)，“因?yàn)橹鞍l(fā)現(xiàn)的拓?fù)浣^緣體材料中都有出于該位置的重元素的參與。”
計(jì)算結(jié)果顯示，單層原子錫將是室溫條件下的拓?fù)浣^緣體。并且，如果在這種材料中添加氟元素，將能使其導(dǎo)電溫度升高到100攝氏度。張守成表示，這種材料將首先被用于制造微處理器中的導(dǎo)線(xiàn)。其100%的導(dǎo)電率，將能極大地降低微處理器的能源消耗和發(fā)熱量。“今后，這種材料還能夠被用于制造更多的電路，包括替代晶體管中的硅材料。”張守成說(shuō)，“或許，晶體管的誕生地——硅谷會(huì)改名為錫谷了?！?
不過(guò)，業(yè)內(nèi)專(zhuān)家表示，制造這種材料的難點(diǎn)是如何確保錫原子的單層性，并且在芯片制造過(guò)程中維持這種單層性。
