李绍唐,材料学博士在读
(有删节)
首先,题目中的电子元件,特指半导体器件,即晶体管,所给的链接中也是用来做晶体管了,不是用来做电阻,不是用来做电容,也不是用来做电介质。
而比硅更适合,其实只是个噱头,和所谓的第三代半导体一样,石墨烯有自己的优势和特点,但谈不上更适合。有个老师曾讲过,再也找不到比硅更好的半导体材料了,想想看SiO2,这么丰富的原料,不用担心资源不够,会涨价什么的,并且能够容易的用熔炼的方法长成大块无缺陷的硅单晶,而后切割成一个个十英寸以上的晶圆片,而后用十分简便成熟的光刻的方法整体进行加工,再切割成一个个小的芯片。所以现在的芯片可以非常便宜。
传说中的第二代,第三代半导体,GaAs,Ga2N3,ZnO,特点是直接带隙不易发热,另一方面和石墨烯一样,电子迁移率高。但抱歉,熔炼你们做不了那么大,用化学气相沉积的方法(CVD)制备的话,成本太高。
来吐槽顶楼的分析,既然特指半导体,那么顶楼所讲的导电好,结构坚固这两项其实就不是我们所考虑的,倒是八电子这个思想还是有用的。满足8电子的半导体不一定要是第四族的单质硅和碳,实际上正常的碳是不行的,金刚石不是半导体,想做PN结的话又很难P型掺杂。那么其他族的化合物是可以的,包括了刚才提到的GaAs,GaN,ZnO。若是用于太阳能电池的窄禁带材料,还可以构建很多,如Cu2S,ZnS,CuInSe2等等。
那么石墨烯为什么在半导体方面火起来了呢,那是因为集成电路想不断的减小,硅芯片做到现在十几个纳米的沟道已经是极限,那么再想减小大家就从纳米材料上下功夫,之前的噱头是碳纳米管,大批的高水平文章就是用碳纳米管手工和其他材料搭一搭有二极管,三极管作用的结构,但想用它做集成电路,那是扯淡,所以碳纳米管这个材料找不到实际有效的应用,至今没有得诺贝尔奖。而石墨烯呢,和纳米管是天壤之别,虽然它很薄,但可以做的比较大,CVD的方法好像做到边长10厘米都可以(这篇文章里是用的SiC分解法),而这篇文章文章提到,它还可以用光刻的方法加工成晶体管。而且它又是一个二维结构,一个个晶体管最后就能组成小规模的集成电路。有这个应用前景,所以石墨烯的发现,才能得诺贝尔奖。
很早前的新闻也就是做5个晶体管组成的小电路,后来没留意了。想跟硅抢饭碗,还早。
(有删节)
首先,题目中的电子元件,特指半导体器件,即晶体管,所给的链接中也是用来做晶体管了,不是用来做电阻,不是用来做电容,也不是用来做电介质。
而比硅更适合,其实只是个噱头,和所谓的第三代半导体一样,石墨烯有自己的优势和特点,但谈不上更适合。有个老师曾讲过,再也找不到比硅更好的半导体材料了,想想看SiO2,这么丰富的原料,不用担心资源不够,会涨价什么的,并且能够容易的用熔炼的方法长成大块无缺陷的硅单晶,而后切割成一个个十英寸以上的晶圆片,而后用十分简便成熟的光刻的方法整体进行加工,再切割成一个个小的芯片。所以现在的芯片可以非常便宜。
传说中的第二代,第三代半导体,GaAs,Ga2N3,ZnO,特点是直接带隙不易发热,另一方面和石墨烯一样,电子迁移率高。但抱歉,熔炼你们做不了那么大,用化学气相沉积的方法(CVD)制备的话,成本太高。
来吐槽顶楼的分析,既然特指半导体,那么顶楼所讲的导电好,结构坚固这两项其实就不是我们所考虑的,倒是八电子这个思想还是有用的。满足8电子的半导体不一定要是第四族的单质硅和碳,实际上正常的碳是不行的,金刚石不是半导体,想做PN结的话又很难P型掺杂。那么其他族的化合物是可以的,包括了刚才提到的GaAs,GaN,ZnO。若是用于太阳能电池的窄禁带材料,还可以构建很多,如Cu2S,ZnS,CuInSe2等等。
那么石墨烯为什么在半导体方面火起来了呢,那是因为集成电路想不断的减小,硅芯片做到现在十几个纳米的沟道已经是极限,那么再想减小大家就从纳米材料上下功夫,之前的噱头是碳纳米管,大批的高水平文章就是用碳纳米管手工和其他材料搭一搭有二极管,三极管作用的结构,但想用它做集成电路,那是扯淡,所以碳纳米管这个材料找不到实际有效的应用,至今没有得诺贝尔奖。而石墨烯呢,和纳米管是天壤之别,虽然它很薄,但可以做的比较大,CVD的方法好像做到边长10厘米都可以(这篇文章里是用的SiC分解法),而这篇文章文章提到,它还可以用光刻的方法加工成晶体管。而且它又是一个二维结构,一个个晶体管最后就能组成小规模的集成电路。有这个应用前景,所以石墨烯的发现,才能得诺贝尔奖。
很早前的新闻也就是做5个晶体管组成的小电路,后来没留意了。想跟硅抢饭碗,还早。