據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)2月7日報道,,英國劍橋大學(xué)工程系的安德魯?弗洛維特領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊,研制出一種介電常數(shù)更高的新式氧化鉿,,有望用于制造下一代更微型的電子設(shè)備,、光電設(shè)備以及更高效的太陽能電池等。目前,,氧化鉿已成為電子工業(yè)領(lǐng)域的關(guān)鍵材料,。
氧化鉿等金屬氧化物的應(yīng)用范圍非常廣泛。正常情況下,,它們一般通過噴濺在基座上制造而成,。然而,當(dāng)科學(xué)家們試圖通過噴濺制造高質(zhì)量的電子材料時,,卻碰到了一個問題,,即很難精確控制沉積過程的能量情況以及材料的屬性,。為此,弗洛維特團隊使用了英國等離子探索有限公司研發(fā)的新奇沉積技術(shù)——利用高靶濺射(HiTUS)來促進等離子濺射,。
氧化鉿是一種電絕緣體,,能被用于制造光學(xué)涂層、電容器以及晶體管等,。因為氧化鉿的介電常數(shù)(電位移與產(chǎn)生電位移的電場密度之間的比率)比較高,,而材料的介電常數(shù)越高,其存儲電荷的能力越強,,也就是說電容越大,,有些公司目前正用氧化鉿替代晶體管中的二氧化硅。
氧化鉿可以不同的非晶體結(jié)構(gòu)和多晶體結(jié)構(gòu)的形式出現(xiàn),。但非晶體結(jié)構(gòu)缺少多結(jié)晶結(jié)構(gòu)內(nèi)存在的晶界(一個多晶體內(nèi)材料內(nèi),,兩個晶體相遇的點就是晶界),因此比多晶體結(jié)構(gòu)更好,。晶界就像導(dǎo)電通路,,不僅會讓電阻率變小,,也會導(dǎo)致設(shè)備大面積出現(xiàn)導(dǎo)電能力不均的情況,,這會導(dǎo)致設(shè)備的性能變得不均勻。然而,,迄今為止,,非晶體氧化鉿的介電常數(shù)一直比較低,僅為20左右,,而弗洛維特團隊研制出的新式氧化鉿的介電常數(shù)則高于30,。
弗洛維特表示,與其他形式相比,,非結(jié)晶電介質(zhì)(包括氧化鉿)的性質(zhì)更加均勻,,而且,沒有晶界也使材料的電阻率更高,、光子散射更低,。
研究人員在室溫下,利用快速沉積過程制造出了新材料,,這使其尤其適合用來制造有機電子器件,、大容量的半導(dǎo)體等。沒有晶界也使該材料成為制造光學(xué)涂層和高效太陽能設(shè)備的理想材料,。