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leizhi

新虫 (初入文坛)

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[交流] 21世纪的主流碳材料还是传统半导体材料？

本人刚入门，有个问题想和大家请教讨论
众所周知，现在的微电子产业已经快到了极限，需要选择一个新的材料或者原理来继续提升运行速度、降低功耗、减小尺寸。
一般来说，现在有两个大的方向，一：选取新原理。过去的一百年里，我们把电子的属性之一——电荷的作用几乎发挥到了极致，但是另一个属性——自旋直到最近几十年才开始认识并逐渐研究起来，未来微电子学的一个主要途径就是基于自旋属性的自旋电子器件，与之同时形成了一门交叉新兴学科，自旋电子学。据我的初步了解，自旋电子学所选用的材料基本上还是传统的半导体，硅锗或一些半金属类的，这样可以利用原来的一些生产线。
第二种方向就是纳米电子器件，而这里面用到的材料主要就是碳纳米管或石墨烯，（可能分子器件中会选用不同的分子材料）。大家都知道以碳纳米管或石墨烯为材料的器件现在非常的热，尤其是石墨烯。有的已经断言，21世纪是碳材料的世界。
当然，不排除科学家为了吸引大批的人才或经费过分夸张各自的研究领域。

所以，想和大家讨论一下，未来的微电子产业中，你觉得哪种材料，碳材料还是应用自旋后的传统半导体将会是主流。这两种材料大家觉得都有什么优缺点。
非常感谢大家的参与
^_^

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1楼 2012-06-27 06:31:39

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leizhi

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引用回帖:

14楼: Originally posted by bird168 at 2012-06-27 09:30:00
我还是来说两句。
这要看你做什么了，
如果是应用的话，肯定还是半导体材料；
如果是搞科研发论文的话，无疑是碳材料。。。。。
自己体会

你说的很对。帖子中我没有明确的区分二者。工业必定是以利润为导向的，自旋电子学是基于传统半导体的再‘嫁接’，以前的很多技术或资料数据现在可能仍用的上。感觉有点像是玻尔的氢原子模型，半经典加半量子，当然这个比喻不恰当，自旋本来就是量子下的产物，没有经典与之对应。
但是目前的情况是，仅就科研而看，碳材料和自旋电子器件都有很大的瓶颈。
自旋电子学中有很多困难，自旋流的引入，自旋的控制，材料的选择，（我曾经听一个大牛说过稀磁半导体很难实现等等，）也许大家都是在随便搞搞，现在很难有大的突破。
碳材料倒是异常火爆，感觉研究这方面的比自旋电子学的多。虽说碳管和石墨烯有非比寻常好的性质，但研究器件的目的毕竟是为了实用，所以碳材料的一个极其重要的问题，怎么与宏观的应用建立桥梁，制作一个两个的器件很容易，但是怎么构造成含有成千上万个器件的集成电路。