【半導體新突破】國輻中心研究「鈷/二硫化鉬異質結構」,發現自發磁異向性!

半導體、光電、材料

【為什麼我們要挑選這篇文章】隨著半導體製程邁向 3 奈米,如何跨越電晶體微縮的物理極限,成為半導體業積極發展的關鍵技術。國輻中心主導的國際研究團隊,歷時 2 年多,對「鈷/二硫化鉬異質結構」進行特徵分析,發現這個新材料組合會誘發「自發磁異向性」,因而被視為有潛力取代矽等傳統半導體材料。而這項創舉也讓研究成果登上國際頂尖期刊封面「奈米視界」!讓我們來看看團隊研究的過程與後續發展方向吧。(責任編輯:呂珈寧)

國輻中心主導的國際研究團隊對「鈷/二硫化鉬異質結構」進行特徵研究分析,發現這項新材料組合可望帶領半導體突破物理極限,成為取代矽等傳統半導體材料的潛力新星。

隨著半導體製程邁向 3 奈米,如何跨越電晶體微縮的物理極限,成為半導體業積極發展的關鍵技術。厚度只有原子等級的二維材料(2D Material),例如石墨烯(Graphene)與二硫化鉬(MoS2)等,被視為有潛力取代矽等傳統半導體材料。

國輻中心發現「二維材料的自發磁異向性」,登上國際期刊封面

國家同步輻射研究中心(國輻中心)今天發布新聞稿,國輻中心研究員魏德新主導的國際研究團隊,歷時 2 年多,利用「台灣光源」(Taiwan Light Source, TLS)與義大利同步輻射光源(Elettra),對「鈷/二硫化鉬異質結構」進行特徵分析,發現在室溫下,異質結構間的交互作用仍然可以在非晶相的磁性材料中,誘發出常見於晶相結構的「自發磁異向性」,為磁異向性的起源與操控,開闢嶄新視野。

國輻中心表示,研究成果在 7 月 1 日登上國際頂尖期刊「奈米視界(Nanoscale Horizons)」,並獲選為期刊封面內頁。

為「磁異向性」開創新視野,可望為半導體業帶來突破性發展

國輻中心指出,磁異向性指的是磁性材料的磁化方向容易沿特定方向排列的特性,可用來定義數位記錄中的 0 與 1。如何運用新材料或是人工結構的製備來發現新的磁異向性,並控制其方向,是目前發展磁儲存與磁感應技術的重要關鍵,包括磁阻隨機存取記憶體(MRAM)、手機的電子羅盤、陀螺儀,都會用到電子自旋的特性。與傳統電子元件相比,自旋電子元件可以提供更高能源效率和更低功耗,也被預測為是下一世代的主流元件。

魏德新表示,研究首度發現增進磁異向性的另一個成因「軌域混成(Orbital hybridization)」,團隊未來將深入探討產生這個現象的關鍵機制,進一步研究操控自旋電子磁區方向的新方法,有機會為半導體業與光電等產業,帶來突破性的發展。

(本文經合作夥伴 中央社 授權轉載,並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題,原文標題為 〈國輻中心發現新材料 有望成為半導體潛力新星 〉。首圖來源:Magnus Engø on Unsplash

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