美國(guó)北卡羅來(lái)納州立大學(xué)21日發(fā)布新聞公報(bào)稱(chēng)，該校研究人員與美國(guó)陸軍研究辦公室合作開(kāi)發(fā)出一種新方法，可將多鐵性材料等新型功能材料集成至計(jì)算機(jī)芯片上。這一方法將有助于未來(lái)制造出更輕巧、智能的電子設(shè)備和系統(tǒng)。

　　一些新型功能材料，如具有鐵電和鐵磁性質(zhì)的多鐵性材料、表面有導(dǎo)電性能的拓?fù)浣^緣體及新型鐵電材料等，在傳感器、非易失性存儲(chǔ)器及微機(jī)電領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。但這些材料目前面臨的一個(gè)難題是，至今它們都不能被集成到硅芯片上。

　　此次，美國(guó)研究人員開(kāi)發(fā)出一種被稱(chēng)為“薄膜外延法”的新方法。他們?cè)O(shè)計(jì)了兩種可與硅兼容的板層——氮化鈦板層和釔穩(wěn)定氧化鋯板層，作為連接新功能材料與不同電子產(chǎn)品硅芯片的底層基質(zhì)（平臺(tái)），然后利用其開(kāi)發(fā)的一套緩沖薄膜，將功能材料與硅芯片集成在一起。這些薄膜一面與新型功能材料的晶體結(jié)構(gòu)結(jié)合，另一面與底層基質(zhì)結(jié)合，從而起到有效的連接作用。研究人員稱(chēng)，集成的功能材料不同，所使用的薄膜組合也不同。比如，集成多鐵性材料會(huì)使用氮化鈦、氧化鎂、氧化鍶和鑭鍶錳氧化物這4種類(lèi)型的薄膜組合；而集成拓?fù)浣^緣體則僅會(huì)使用氧化鎂和氮化鈦兩種薄膜。

　　研究人員表示，將新型功能材料與硅芯片集成，會(huì)使很多過(guò)去認(rèn)為不可能的事成為可能。如僅用一個(gè)緊湊的芯片即可完成數(shù)據(jù)探測(cè)、采集、處理任務(wù)，這有助于設(shè)計(jì)出更高效、輕巧的設(shè)備。此外，有了這一方法，還可克服目前發(fā)光二極管（LED）所用藍(lán)寶石襯底無(wú)法與計(jì)算機(jī)設(shè)備兼容的難題，在芯片上創(chuàng)建LED，設(shè)計(jì)出“智能燈”。

　　新聞公報(bào)中稱(chēng)，研究人員已為此項(xiàng)集成技術(shù)申請(qǐng)了專(zhuān)利。相關(guān)研究成果刊發(fā)在《應(yīng)用物理評(píng)論》期刊上。

　　硅芯片制造工藝正逼近物理極限，為滿(mǎn)足摩爾定律增長(zhǎng)要求，要么尋找全新材料替代硅——石墨烯、二硫化鉬或者單原子層鍺，要么創(chuàng)新方法來(lái)拓展硅芯片的能力——將更符合要求的新材料高效集成在硅襯底上。相較而言，完全替代原有技術(shù)路線，不僅需要大量資金投入，產(chǎn)業(yè)充分競(jìng)爭(zhēng)和協(xié)作也必不可少；在成熟技術(shù)上深部挖潛，成本雖然低很多，卻難以帶來(lái)翻天覆地的全新業(yè)態(tài)。好在科技進(jìn)步不同于政治更迭，革命派和改良派都值得充分尊重。