Niobium Phosphide thách thức dây đồng: Vật liệu mới cho mạch siêu mỏng có thể cách mạng hóa công nghệ chip.

Khi công nghệ chip tiếp tục phát triển theo hướng thiết kế nhỏ hơn và phức tạp hơn, các dây kim loại siêu mịn để truyền tín hiệu đã trở thành một nút thắt quan trọng. Khi các dây đồng truyền thống được thu nhỏ đến quy mô nano, điện trở của chúng tăng lên đáng kể và độ dẫn giảm, hạn chế hiệu suất của các thành phần điện tử và tăng mức tiêu thụ năng lượng. Mới đây, một nhóm nghiên cứu từ Đại học Stanford đã công bố một nghiên cứu trên tạp chí Science vào ngày 3 tháng 1, cho thấy rằng một vật liệu gọi là niobium phosphide (NbP) có độ dẫn điện vượt trội hơn đồng khi được chế tạo thành các lớp phim chỉ dày vài nguyên tử và có thể được sản xuất ở nhiệt độ thấp hơn, phù hợp với quy trình sản xuất chip hiện tại. Đột phá này hứa hẹn sẽ thúc đẩy sự phát triển của các sản phẩm điện tử hiệu quả và tiết kiệm năng lượng hơn.

Niobium Phosphide siêu mỏng vượt trội hơn đồng về độ dẫn điện

Nghiên cứu cho thấy rằng khi độ dày của các dây kim loại giảm xuống dưới 50 nanomet, độ dẫn điện của các kim loại truyền thống như đồng giảm đáng kể. Nguyên nhân chính là sự tán xạ electron trên bề mặt dây dẫn, dẫn đến năng lượng bị mất dưới dạng nhiệt. Tuy nhiên, niobium phosphide thuộc một nhóm vật liệu gọi là bán kim loại tô-pô. Các tính chất lượng tử độc đáo trong cấu trúc điện tử của các vật liệu này làm cho toàn bộ vật liệu có tính dẫn điện, với độ dẫn điện cực kỳ cao ở bề mặt, thậm chí vượt qua cả phần bên trong. Do đó, khi các lớp phim niobium phosphide trở nên cực kỳ mỏng, độ dẫn điện của chúng vẫn duy trì xuất sắc, thậm chí vượt qua đồng ở nhiệt độ phòng với độ dày dưới 5 nanomet.

Asir Intisar Khan, một trong những tác giả của nghiên cứu, chỉ ra rằng việc vượt qua nút thắt công nghệ của các dây đồng truyền thống bằng cách sử dụng niobium phosphide làm chất dẫn cho các dây kim loại siêu mịn không chỉ có thể tăng tốc độ truyền tín hiệu mà còn cải thiện hiệu suất năng lượng của chip. Đặc biệt đối với các trung tâm dữ liệu lớn, ngay cả một sự gia tăng nhỏ trong hiệu suất của hàng trăm ngàn chip cũng có thể mang lại những cải thiện đáng kể về hiệu suất tổng thể và giảm tiêu thụ năng lượng.

Ưu điểm sản xuất ở nhiệt độ thấp và tiềm năng ứng dụng trong công nghệ nano điện tử Khối Rank Math/Toc

Công nghệ nano điện tử hiện đại đặt ra các yêu cầu cực kỳ cao đối với vật liệu dẫn điện. Các vật liệu ứng viên tốt nhất thường yêu cầu cấu trúc tinh thể có độ chính xác cao, nhưng những vật liệu này thường cần được tạo ra ở nhiệt độ cực kỳ cao, khiến chúng khó tích hợp với sản xuất chip dựa trên silicon. Tuy nhiên, niobium phosphide sở hữu cấu trúc tinh thể đơn và có thể được lắng đọng để tạo thành các lớp phim mỏng ở nhiệt độ tương đối thấp, chỉ 400°C, đủ để tránh làm hỏng chip dựa trên silicon, khiến nó trở thành một vật liệu dẫn điện rất hứa hẹn cho công nghệ nano điện tử. Hơn nữa, nghiên cứu đã phát hiện ra rằng ngay cả khi niobium phosphide không được chế tạo với cấu trúc tinh thể hoàn hảo nhất, các tính chất lượng tử độc đáo của nó vẫn phát huy tác dụng. Điều này làm giảm thêm rào cản sản xuất và mở đường cho các ứng dụng trong tương lai.

Phát triển tương lai và thách thức Khối Rank Math/Toc

Mặc dù niobium phosphide thể hiện độ dẫn điện tuyệt vời và các lợi thế về khả năng xử lý, nhưng nó không thể hoàn toàn thay thế đồng trong ngắn hạn, đặc biệt là trong các ứng dụng dây dày và dây kim loại nơi đồng vẫn là lựa chọn tốt nhất. Tuy nhiên, sự xuất hiện của niobium phosphide mang đến những khả năng mới cho các liên kết siêu mỏng và mở ra cơ hội khám phá các vật liệu bán kim loại tô-pô khác. Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang tiếp tục điều tra các vật liệu tương tự để cải thiện hơn nữa độ dẫn điện và tính ổn định trong quá trình xử lý của niobium phosphide.

Tổng thể, việc phát hiện và ứng dụng niobium phosphide mang đến một giải pháp đột phá cho công nghệ chip hiệu quả hơn và tiết kiệm năng lượng trong tương lai, và có thể tạo ra một sự chuyển đổi cách mạng trong sự phát triển của các dây kim loại siêu mỏng. Khi nghiên cứu tiếp tục được đào sâu, tiềm năng của niobium phosphide và các vật liệu bán kim loại tô-pô khác sẽ ngày càng đóng vai trò quan trọng trong các sản phẩm điện tử và ngành công nghiệp bán dẫn trong tương lai.

Tài liệu tham khảo:

• Độ dẫn điện được cải thiện của niobium phosphide so với đồng ở trạng thái siêu mỏng khiến nó trở thành một vật liệu mới đầy hứa hẹn cho công nghệ nano điện tử.
• Niobium phosphide, siêu mỏng, dẫn điện tốt hơn đồng: một vật liệu tiềm năng cho công nghệ nano điện tử.
• Các nhà nghiên cứu của Kỹ thuật Stanford tìm thấy vật liệu có độ dẫn điện tốt hơn đồng. Eureka. 2025/01/13.
• Một chất dẫn siêu mỏng mới cho công nghệ nano điện tử. Báo cáo Stanford. 2025/01/08.

Chúng tôi cung cấp các điều chỉnh tùy chỉnh cho quy trình nghiền, được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu xử lý nhằm đạt hiệu quả tối đa.

Hãy liên hệ với chúng tôi và sẽ có chuyên gia sẵn sàng giải đáp các câu hỏi của bạn.

Nếu bạn cần báo giá tùy chỉnh, bạn cũng được chào đón để liên hệ với chúng tôi.

Thời gian hỗ trợ khách hàng: Thứ Hai đến Thứ Sáu, 09:00~18:00 (GMT+8).

thoạiđiện thoại: +8867 223 1058

Nếu bạn có một chủ đề muốn tìm hiểu hoặc một cuộc gọi điện thoại không rõ ràng, bạn được hoan nghênh gửi tin nhắn riêng đến Facebook~~

Honway Facebook: https://www.facebook.com/honwaygroup

Bạn có thể quan tâm đến…