半金属为电子设备提供了新的可能性

德克萨斯 A&M 大学材料科学与工程系助理教授 Yuxuan Cosmi Lin 博士和一个研究团队正在研究半金属在电子设备中的潜在应用和独特的物理特性。

传统上，微电子和电子材料可以由三种类型的材料制成：用于计算的半导体、用于传输电力和信号的金属以及用于隔离不同电气元件的绝缘体。

第四种材料半金属可能比行业标准提供更好的选择。半金属是一种特殊的材料，其特性介于金属和半导体之间。这些材料之所以重要，是因为它们具有良好的特性，例如可广泛调节的电子能态、电导率，以及独特的拓扑特性，有助于控制晶体管和微等电子设备的流动。

半金属是现代微技术必不可少的组成部分，基于半金属的设备技术可以提供卓越的计算性能并将功耗降低几个数量级。

林教授在他的评论文章中总结和分析了半金属在电子设备中的潜在应用，为研究人员提供了指导未来研究和促进跨学科合作的全面知识资源。

“这篇综述总结了迄今为止对半金属的所有研究，我们从定义上重新定义了半金属的概念，对其进行了分类，并根据分类总结了它们在电子领域的应用，”林说。“这篇综述文章为所有后续的半金属研究提供了坚实的基础和方向。”

林教授介绍说，这些金属可以用于晶体管、非易失性存储器(即使断电也能保持电量的存储器)等新设备，以及用半金属制成的片上互连及其与其他材料的接口。

它还解决了半金属的当前问题，例如确定如何扩大加工技术以及如何将该技术与主流硅技术融合，同时详细说明了在高通量下寻找具有所需特性的新半金属的困难。

林说：“这次审查有助于确定当前的挑战，提出潜在的解决方案，作为教育资源和行业参考，为进一步探索半金属技术奠定坚实的基础，并促进新产品的开发和市场化。”

材料科学与工程研究生翟恩子领导了这篇评论文章。该项目是与耶鲁大学苏聪博士团队和香港科技大学邵启明博士团队的跨大学合作。这三个团队有着长期的合作关系，各自在半金属电子学的不同方面做出了重大贡献。

林说：“这对我们以及整个研究界来说都是一个很好的机会，让我们从更广阔的视角看待问题，并更好地塑造未来的研究领域和技术发展目标。”

“它不仅为研究人员提供了集中的知识来源，而且为那些不研究半金属但从事电子设备工作的人们介绍了一种新的材料选择，同时总结了半金属在电子领域应用基础研究的方向。”

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