稀有元素为高速电子产品提供更好的材料

普渡大学的研究人员发现了一种新的二维材料，它来源于稀有元素碲，可以使晶体管在整个计算机芯片中传输更好的电流。

这一发现增加了一系列极薄的二维材料，工程师们试图利用这些材料来提高芯片晶体管的运行速度，从而在电子设备(如手机和计算机)和防御系统中更快地处理信息。红外传感器等技术。

其他二维材料，例如石墨烯，黑磷和硅烯，在室温下缺乏稳定性，或者缺乏为高速器件纳米制造有效晶体管所需的可行生产方法。

“所有晶体管都需要发送大电流，这意味着高速电子产品，”Purdue的Richard J.和Mary Jo Schwartz电气与计算机工程教授Peide Ye说。“目前构成晶体管的一维导线具有非常小的横截面。但是，像片材一样的二维材料可以在更宽的表面区域上发送电流。”

Tellurene是一种二维薄膜研究人员，在元素碲中发现，它具有稳定的片状晶体管结构，具有更快移动的“载流子” - 意味着电子和它们留在原位的空穴。尽管碲的稀有性，但Tellurene的优点在于使二维材料制成的晶体管更容易在更大规模上生产。研究人员详细说明其在发现大自然电子。

“即使碲在地壳上不丰富，我们也只需要通过溶液法合成一点点。在同一批次中，我们的二维烯烃材料的产量非常高，”吴文卓说。 ，普渡大学工业工程学院助理教授。“你只需扩大容纳解决方案的容器，因此生产率很高。”

由于电子设备通常在室温下使用，因此在该温度下自然稳定的告知晶体管比需要真空室或低操作温度以实现类似稳定性和性能的其他二维材料更实用且更具成本效益。

较大的烯烃晶片也意味着薄片与电子运动之间的阻隔较小 - 这是其他二维材料中更多，更小的薄片的问题。

“在室温下高载流子迁移率意味着更多实际应用，”Ye说。更快的电子和空穴导致芯片上的电流更高。

研究人员预计，由于Tellurene可以在没有任何其他物质的帮助下自行生长，因此该材料可能会用于除计算机芯片晶体管之外的其他应用，例如将机械振动或热量转换为电能的柔性印刷设备。

“Tellurene是一种多功能材料，普渡大学是这种新材料的发源地，”吴说。“在我们看来，这更接近于可扩展的二维材料生产，具有实用技术的可控特性。”