劍橋大學(xué)新式氧化鉿成為電子業(yè)關(guān)鍵材料
用于制造下一代微型電子和光電設(shè)備
2012年02月20日 16:27 4401次瀏覽 來(lái)源： 全球制冷網(wǎng) 分類： 稀土
英國(guó)劍橋大學(xué)工程系的安德魯·弗洛維特領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，研制出一種介電常數(shù)更高的新式氧化鉿，有望用于制造下一代更微型的電子設(shè)備、光電設(shè)備以及更高效的太陽(yáng)能電池等。目前，氧化鉿已成為電子工業(yè)領(lǐng)域的關(guān)鍵材料。
氧化鉿等金屬氧化物的應(yīng)用范圍非常廣泛。正常情況下，它們一般通過(guò)噴濺在基座上制造而成。然而，當(dāng)科學(xué)家們?cè)噲D通過(guò)噴濺制造高質(zhì)量的電子材料時(shí)，卻碰到了一個(gè)問(wèn)題，即很難精確控制沉積過(guò)程的能量情況以及材料的屬性。為此，弗洛維特團(tuán)隊(duì)使用了英國(guó)等離子探索有限公司研發(fā)的新奇沉積技術(shù)——利用高靶濺射（HiTUS）來(lái)促進(jìn)等離子濺射。
氧化鉿是一種電絕緣體，能被用于制造光學(xué)涂層、電容器以及晶體管等。因?yàn)檠趸x的介電常數(shù)（電位移與產(chǎn)生電位移的電場(chǎng)密度之間的比率）比較高，而材料的介電常數(shù)越高，其存儲(chǔ)電荷的能力越強(qiáng)，也就是說(shuō)電容越大，有些公司目前正用氧化鉿替代晶體管中的二氧化硅。
氧化鉿可以不同的非晶體結(jié)構(gòu)和多晶體結(jié)構(gòu)的形式出現(xiàn)。但非晶體結(jié)構(gòu)缺少多結(jié)晶結(jié)構(gòu)內(nèi)存在的晶界（一個(gè)多晶體內(nèi)材料內(nèi)，兩個(gè)晶體相遇的點(diǎn)就是晶界），因此比多晶體結(jié)構(gòu)更好。晶界就像導(dǎo)電通路，不僅會(huì)讓電阻率變小，也會(huì)導(dǎo)致設(shè)備大面積出現(xiàn)導(dǎo)電能力不均的情況，這會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的性能變得不均勻。然而，迄今為止，非晶體氧化鉿的介電常數(shù)一直比較低，僅為20左右，而弗洛維特團(tuán)隊(duì)研制出的新式氧化鉿的介電常數(shù)則高于30。
弗洛維特表示，與其他形式相比，非結(jié)晶電介質(zhì)（包括氧化鉿）的性質(zhì)更加均勻，而且，沒(méi)有晶界也使材料的電阻率更高、光子散射更低。研究人員在室溫下，利用快速沉積過(guò)程制造出了新材料，這使其尤其適合用來(lái)制造有機(jī)電子器件、大容量的半導(dǎo)體等。沒(méi)有晶界也使該材料成為制造光學(xué)涂層和高效太陽(yáng)能設(shè)備的理想材料。
責(zé)任編輯：安子
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