发布于：2019/5/13 10:54:16 | 984 次阅读
在集成电路发展的长河中，摩尔定律一直扮演着重要的角色。但近些年来，在工艺节点不断向前推进的过程中，晶体管尺寸已经接近物理极限，半导体器件也面临着短沟道效应、漏栅极漏电流增大，功耗增大的挑战。在这种形势下，摩尔定律这个“花甲老人”也逐渐走不动了。于是，半导体从业者开始思考在超摩尔定律下的发展契机——新材料和新原理器件被提纲上线。
根据ITRS（国际半导体技术蓝图）显示，FinFET、FDSOI工艺撑起了10nm节点以前的天地。而当工艺节点进入到10nm以后，传统硅通道开始被其他材质的通道取代，III族和V族的新材料开始崭露头角。尤其是在进入5nm工艺节点之时，ITRS认为，二维原子晶体材料器件将为后摩尔时代带来新的机遇。
二维原子晶体材料简称二维材料,因载流子迁移和热量扩散都被限制在二维平面内,使得相关器件拥有了较高的开关比、超薄沟道、超低功耗而受到了广泛关注。与此同时，二维材料却又因为在大面积高质量薄膜及异质结构的可控生长、发光器件效率较低、高性能二维器件制备及系统集成工艺上遇到了瓶颈，也使得相关从业者在这些方面上展开了研究。伴随着研究的深入，二维材料由于其带隙可调的特性，使之在场效应管、光电器件、热电器件等领域应用广泛。至此，新型二维材料和狄拉克薄膜材料为新物理器件提供了契机。
自2004年英国曼彻斯特大学Geim研究组成功剥离出石墨烯以来,二维原子晶体材料更是迎来了高光时刻。经历了短短十多年的快速发展，基于二维材料的电子、光电子器件的研究取得了一系列引人注目的成果。
其中，就光电探测器的发展而而言，该器件的发展存在着两个主要挑战：，减少传统使用的“非晶态”的薄膜材料的厚度，会降低材料的质量；第二，当超薄材料变得更薄的时候，它们几乎变得透明，实际上会丧失一些聚集和吸收光线的能力。
而二维材料的出现，就极大地推动了光电探测器的发展。传统的三维薄膜半导体（如Si、GaN、InGaAs、InSb、HgCdTe等）一直占据着光电探测市场的主导地位。而下一代光电探测器则向着宽波段、超灵敏、超小像元、超大面阵及多维度光信息探测等方向发展。相比较于传统三维薄膜半导体，二维材料在一个维度的尺寸远小于光波长，能够获得较低的暗电流及噪声，具有功耗小、波段宽的优点。
同时，为了达到的探测器相应速度，需要在探测器的吸收层厚度和光电探测器的面积中寻找平衡。但是，石墨烯光电探测器具有低响应率，较慢的光响应时间和低外部量子效率（0.1-0.2%）等局限性。所以，为了寻找其他光电探测器二维材料来提高响应率和光谱选择性，科学家们对石墨烯的关注热情也逐渐拓展到了其他的二维材料上，也因此，越来越多的二维材料被发现并研究。这些二维材料就包含过渡金属硫化物、过渡金属氧化物以及氮化硼等。
复旦大学围绕新型薄膜材料的新原理器件，利用分子束外延生长晶圆级薄膜材料，开展新原理晶体管和光电器件的研究工作。提出了薄膜晶体生长的新方案，解决了可控生长和掺杂的难题，实现了光电探测器。
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发布于：2022-12-01
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发布于：2022-10-19
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发布于：2022-10-19
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发布于：2022-10-19
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发布于：2022-10-18
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发布于：2022-10-13
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发布于：2022-10-13
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商务部回应美商务部升级半导体等领域对华出口管制并调整出口管制“未经验证清单”
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发布于：2022-10-13
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发布于：2022-10-12
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发布于：2022-10-12
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