來自麻省理工學(xué)院研究人員以及其合作伙伴已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種性能比硅好得多的材料。下一步是找到實(shí)用和經(jīng)濟(jì)的方法來制造它。硅是地球上最豐富的元素之一，以其純粹的形式，這種半導(dǎo)體材料已成為許多現(xiàn)代技術(shù)的基礎(chǔ)，包括微電子計(jì)算機(jī)芯片和太陽能電池。然而，硅作為一種半導(dǎo)體的特性實(shí)際上遠(yuǎn)非理想。 j*I0]!-  
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其中一個(gè)原因是，盡管硅允許電子輕易地在其結(jié)構(gòu)中流動(dòng)，但它對(duì)"空穴"--電子帶正電的對(duì)應(yīng)物的適應(yīng)性要差得多，而利用這兩者對(duì)特定類型的設(shè)備至關(guān)重要。此外，硅在傳輸熱量方面做得很差，這導(dǎo)致了計(jì)算機(jī)中頻繁的過熱問題和昂貴的冷卻系統(tǒng)。 Aw4Qm2Kf  
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現(xiàn)在，來自麻省理工學(xué)院、休斯頓大學(xué)和其他機(jī)構(gòu)的一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)已經(jīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，顯示一種名為立方砷化硼的材料克服了這兩個(gè)限制。除了為電子和空穴提供高遷移率外，它還具有出色的導(dǎo)熱性。據(jù)研究人員說，它是迄今發(fā)現(xiàn)的最好的半導(dǎo)體材料，也許是可能的最好的材料。 Cs^o- g!L  
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迄今為止，立方砷化硼只在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的小批次中被制造和測(cè)試，而這些批次并不均勻。事實(shí)上，為了測(cè)試材料中的小區(qū)域，科學(xué)家們不得不使用最初由麻省理工學(xué)院前博士后白松開發(fā)的特殊方法。要確定立方砷化硼是否能以實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的形式制成，更不用說取代無處不在的硅還需要更多的工作。但研究人員說，即使在不久的將來，這種材料也能找到一些用途，其獨(dú)特的性能將產(chǎn)生重大的影響。 /Or76kE  
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2022年7月21日，麻省理工學(xué)院博士后Jungwoo Shin和麻省理工學(xué)院機(jī)械工程教授Gang Chen；休斯頓大學(xué)的Zhifeng Ren；以及麻省理工學(xué)院、休斯頓大學(xué)、德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校和波士頓學(xué)院的其他14人在《科學(xué)》雜志上報(bào)告了這些發(fā)現(xiàn)。 f4/!iiS}r  
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早期的研究包括David Broido的工作，他是新論文的共同作者，從理論上預(yù)測(cè)該材料將具有高導(dǎo)熱性。隨后的工作通過實(shí)驗(yàn)證明了這一預(yù)測(cè)。這項(xiàng)最新工作通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了Chen小組在2018年做出的預(yù)測(cè)，從而完成了分析：立方砷化硼也將具有非常高的電子和空穴遷移率，"這使得這種材料真的很獨(dú)特，"Chen說。 F` J(+  
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早期的實(shí)驗(yàn)表明，立方砷化硼的熱導(dǎo)率幾乎是硅的10倍。"因此，僅就散熱而言，這非常有吸引力，"Chen說。他們還表明，這種材料有一個(gè)非常好的帶隙，這一特性使它作為一種半導(dǎo)體材料具有巨大的潛力。 56>Zqtp*