715万cm²/Vs！新型量子材料亮相，刷新半导体导电性能纪录

IT之家 11 月 26 日消息，科技媒体 eurekalert 于 11 月 24 日发布博文，报道称科学家成功研发出新型量子材料，通过在硅晶圆上施加一层纳米级厚度的压缩应变锗外延层构建，其空穴迁移率高达 715 万 cm²/Vs，刷新了 IV 族半导体的电荷传输速度纪录。

IT之家注：空穴迁移率（Hole Mobility）是衡量半导体材料导电性能的一个关键指标。它描述了带正电的“空穴”（原子失去电子后留下的空位）在电场作用下移动的速度。迁移率越高，意味着电荷移动越快、阻力越小，材料的导电性能越好，制成的芯片速度更快、功耗更低。

压缩应变锗（Compressively Strained Germanium，cs-Ge）是一种经过特殊处理的锗（Ge）材料。通过在原子层面施加“压力”（压缩应变），改变其晶体结构，从而优化其电学特性。

该团队由华威大学物理系半导体研究组负责人 Maksym Myronov 副教授领导，通过在硅晶圆顶部精心构建一层纳米级厚度的压缩应变锗外延层，创造出一种名为“硅基压缩应变锗”（cs-GoS）的量子材料。

团队通过对锗层施加精确的应变，成功构建出一种超洁净的晶体结构，让电荷几乎可以无阻力地在其中流动。Maksym Myronov 副教授强调，这种新材料将世界领先的迁移率与工业可扩展性相结合，是实现大规模集成电路的关键。

测试结果显示，这种新材料的空穴迁移率达到了创纪录的 715 万 cm²/Vs，意味着电荷在其中的移动效率远超传统硅材料，这一特性将让未来的芯片运行速度更快，同时功耗更低。

加拿大国家研究委员会首席研究员 Sergei Studenikin 博士表示，这项成果为作为全球电子工业核心的 IV 族半导体材料树立了新的电荷传输基准，为开发与现有硅技术完全兼容的、更节能的高速电子设备和量子设备打开了大门。

参考