未来芯片的新潜力—二硫化钼

将二硫化钼添加到原来的PC原料中，可以满足热传导和散热的要求。随着半导体工艺走向3纳米，如何跨越晶体管微缩的物理极限，已经成为半导体工业发展的关键技术。厚度仅为原子等级的二维材料，如石墨烯和二硫化钼，被视为传统半导体材料，如硅。
二硫化钼(MoS2)以其独特的单层原子结构和优良的光电特性，被认为是取代硅的最有希望，成为未来应用于半导体、晶体管、芯片等高科技领域的理想材料之一，所以科学家们对二硫化钼的探索和研究一直很感兴趣。
近日，洛桑联邦理工学院(EPFL)研究小组利用二硫化钼开发了一种脑神经元传输的新型计算机芯片，具有在同一电路上处理和存储信息的能力，为计算机设备的小型化、高效化和节能化提供了新的思路。

二硫化钼是一种过渡金属硫族化物二维材料(TMDC)，具有类石墨烯的层状结构，具有石墨烯所没有的直接间隙半导体特性。二硫化钼由三个原子平面层(S-Mo-S)堆积而成，比表面积大，电子迁移速度高，抗磁辐射，环境友好，节能高效，稳定性高，可实现大规模生产，是光学电子设备的理想材料。
通过对钴/二硫化钼异质结构的特点分析，发现在室温下，异质结构之间的交互作用仍能在非晶相磁性材料中，引发常见于晶相结构的自发磁异向，为磁异向的起源和控制开辟新的视野。
磁异性是指磁性材料的磁化方向易于沿特定方向排列的特性，可以用来定义数字记录中的0和1。
如何利用新材料或人工结构的制备发现新的磁异向，控制其方向，是目前发展磁储存和磁感应技术的重要关键，包括磁阻随机存取存储器(MRAM)、手机电子罗盘和陀螺仪，都将使用电子自旋转的特性。与传统的电子元件相比，自旋转电子元件可以提供更高的能效和更低的功耗，也被预测为下一代的主流元件。
EPFL研究人员首次成功地将二维材料二硫化钼应用于集数据存储和逻辑操作于一体的芯片中，这将颠覆传统计算机从中央处理器中央处理器中央处理器中央处理器中央处理器中央处理器中央处理器中央处理器中央处理器中央处理器中央处理器数据再次传输到硬盘存储的模式。《Nature》发布了相关结果。
据悉，新芯片是以浮栅场效应晶体管(FGFET)为基础的，通常用于相机、手机或电脑设备的闪存系统。这类晶体管能长时间保持电荷，而只有三层原子层厚度的二硫化钼，不但能进一步减少电子设备的体积，而且对晶体管中储存的电荷敏感性强，能同时实现逻辑操作和数据存储功能。
中钨在线二硫化钼不仅在半导体、纳米晶体管等光电领域有很大的应用潜力，还可作为润滑剂、抗氧化剂、催化剂等，广泛应用于航空、汽车、采矿、造船、轴承等行业。
增强磁异向性的另一个原因是轨道混合(Orbitalhybridization)，深入探讨发生这种现象的重要机制，进一步研究控制自旋转电子扇区方向的新方法，有机会给半导体行业和光电等行业带来突破性发展。