自旋電子器件制造工藝新突破，或成半導體芯片行業新標準
近日，美國明尼蘇達雙城大學研究人員和國家標準與技術研究院（NIST）的聯合團隊開發了一種制造自旋電子器件的突破性工藝，該工藝有可能成為半導體芯片新的行業標準。半導體芯片是計算機、智能手機和許多其他電子產品的核心部件，新工藝將帶來更快、更高效的自旋電子設備，并且使這些設備比以往更小。研究論文發表在最近的《先進功能材料》上。
圖片來源：《先進功能材料》
自旋電子學對于構建具有新功能的微電子設備來說非常重要。半導體行業不斷嘗試開發越來越小的芯片，最大限度地提高電子設備的能效、計算速度和數據存儲容量。自旋電子設備利用電子的自旋而不是電荷來存儲數據，為傳統的基于晶體管的芯片提供了一種有前途且更有效的替代方案。這些材料還具有非易失性的潛力，這意味著它們需要更少的能量，并且即使在移除電源后也可存儲內存和執行計算。
十多年來，自旋電子材料已成功集成到半導體芯片中，但作為行業標準的自旋電子材料鈷鐵硼的可擴展性已達到極限。目前，工程師無法在不失去數據存儲能力的情況下制造小于20納米的器件。
明尼蘇達大學研究人員通過使用鐵鈀材料替代鈷鐵硼，可將材料縮小到5納米的尺寸，從而克服了這一難題。而且，研究人員首次能夠使用支持8英寸晶圓的多室超高真空濺射系統在硅晶圓上生長鐵鈀。
該論文的第一作者Deyuan Lyu表示:“這項工作在世界上首次表明，可以在半導體行業兼容的基板上生長這種材料，它可以縮小到小于5nm，即所謂的CMOS+X策略。” 這一突破也將推動自旋電子器件在半導體芯片技術領域的進一步發展，帶來更快、更高效的自旋電子設備，如計算機、智能手機和許多其他電子產品，并且使這些設備比以往更小。
來源：科技日報
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