摩尔定律预测,只需不断缩小芯片尺寸,芯片密度就能持续增加。但不幸的是,随着硅片层厚度缩小至纳米级,它们的电阻趋于增大,影响了密度进一步增加的效用,潜在阻碍了摩尔定律。
威斯康辛大学研究人员偶然发现了扭转这一趋势的表面处理方法,使纳米级硅薄膜变薄时传导性更佳,从而将摩尔定律延伸到原子尺寸。
这所大学材料科学和工程教授Paul Evans表示:“如果你把硅片制成一半厚,你预计传导性也是一半。可是我们发现,如果表面经过良好处理,硅片能在纳米级传导得更好。”
与Evans合作的有同事Mark Eriksson、Irena Knezevic和Max Lagally教授及研究科学家Donald Savage和博士生候选人Pengpeng Zhang、Emma Tevaarwerk和Byoung-Nam Park。
研究团队发现,当硅层薄到200纳米以下厚度时——即所谓的“纳米薄膜”——通常决定传导率的因素如掺杂物变得不再相关,相反,是表面的原子精确度决定了传导率。
事实上,研究团队发现,当原子级精确的硅纳米薄膜清除了氧化屋污物时,它们的传导性增大10倍多。当纳米薄膜厚度缩小到10纳米,仔细的表面处理将使传导性增大100万倍。
Evans表示:“这给我们的启示是,如果你构建纳米结构,结构表面异常重要。”
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