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内容来源：安定传媒所属栏目：导读更新日期：2024-11-30

绝缘材料期刊

中国科学家新突破！人造蓝宝石 𐟌Ÿ 芯片技术的进步离不开绝缘材料的创新。中国科学院上海微系统与信息技术研究所的科学家们，在面向新型芯片的绝缘材料研发上取得了重大突破。他们开发出一种名为“人造蓝宝石”的单晶氧化铝栅介质材料，这种材料在厚度仅为1纳米时，仍能保持卓越的绝缘性能，有效阻止电流泄漏。 𐟓… 8月7日，这项研究成果在国际学术期刊《自然》上发表，标志着二维集成电路领域的新里程碑。二维集成电路是一种新型芯片，由厚度仅为1个或几个原子层的二维半导体材料构建，有望突破传统芯片的物理极限。然而，缺乏高质量的栅介质材料一直是制约其性能的关键问题。 𐟔砤𘺤𚆨磥†𓨿™一难题，科学家们创新性地开发出了原位插层氧化技术。这项技术的核心在于精准控制氧原子一层一层有序嵌入金属元素的晶格中。与传统氧化铝材料不同，这种技术使得氧化铝材料通常呈无序结构，导致其在极薄层面上的绝缘性能大幅下降。 𐟌 具体来说，科学家们首先以锗基石墨烯晶圆作为预沉积衬底生长单晶金属铝，利用石墨烯与单晶金属铝之间较弱的范德华作用力，实现4英寸单晶金属铝晶圆无损剥离。剥离后，单晶金属铝表面呈现无缺陷的原子级平整。随后，在极低的氧气氛围下，氧原子逐层嵌入单晶金属铝表面的晶格中，最终得到稳定、化学计量比准确、原子级厚度均匀的氧化铝薄膜晶圆。 𐟓ˆ 利用这种单晶氧化铝作为栅介质材料制备的晶体管阵列，展示了良好的性能一致性。晶体管的击穿场强、栅漏电流、界面态密度等指标均满足国际器件与系统路线图对未来低功耗芯片的要求，有望启发业界发展新一代栅介质材料。 𐟌ˆ 这项研究成果不仅为芯片技术的发展提供了新的可能，也为未来电子设备的小型化和高性能化提供了强有力的支持。

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