科研人員日前發(fā)表在學術期刊《科學》的新研究顯示，一種名為立方砷化硼的材料在實驗室展現(xiàn)出比硅更好的導熱性和更高的雙極性遷移率，有潛力成為比硅更優(yōu)良的半導體材料。

硅是目前應用最廣泛的半導體材料，然而硅作為半導體有兩項不足。第一，硅不太善于傳導熱量，導致芯片溫度總是過熱，散熱問題已經(jīng)成為制約芯片性能的重要因素。第二，硅有較好的電子遷移率，但不具備足夠好的空穴遷移率，后者對半導體性能也很重要。材料中帶負電的電子離開后，留下帶正電的空位，被稱作“空穴”。電子遷移率和空穴遷移率統(tǒng)稱為雙極性遷移率。

科學家認為，立方砷化硼在理論上同時具有比硅更好的導熱性，以及更高的雙極性遷移率。早先實驗已證實，該材料的熱導率約是硅的10倍。

來自麻省理工學院等美國院校的科研人員日前在《科學》雜志上發(fā)表研究進一步證實，立方砷化硼在實驗中同時展現(xiàn)出更優(yōu)良的導熱性和雙極性遷移率。研究人員表示，這可能是目前發(fā)現(xiàn)的最好的半導體材料。

同期《科學》雜志也刊登了中國科學院聯(lián)合美國休斯敦大學團隊的相關研究成果。該研究用不同的測量方法證實了立方砷化硼的高雙極性遷移率，甚至在材料樣本中的一些位置發(fā)現(xiàn)了比理論計算更高的雙極性遷移率。

參與研究的中國科學院國家納米科學中心副研究員岳帥介紹說，雙極性遷移率“決定了半導體材料的邏輯運算速度，遷移率越高則運算速度越快”。

研究人員表示，到目前為止立方砷化硼只在實驗室規(guī)模進行了制備和測試，下一步的研究將圍繞如何經(jīng)濟、大量地生產(chǎn)這種材料，從而真正促進半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。