几十年来,科技行业一直走在辉煌的连胜之路上:把组件做得更小,赚更多的钱,然后重复。现在,维也纳工业大学(TU Wien)的科学家发现,下一个重大步骤——使用石墨烯或二硫化钼等二维材料——可能会撞上一堵实实在在的原子墙。具体来说,这个间隙大约为0.14纳米,比单个硫原子还薄,大约比SARS-CoV-2病毒小700倍。但别被这个尺寸骗了:这个微观空隙可能成为破坏未来计算机芯片进一步缩小的派对扫兴者。

问题如下,由Mahdi Pourfath教授和Tibor Grasser教授解释:二维材料很棒,但它们不能单独工作。你需要一个绝缘层(通常是氧化物)来制造晶体管。当这两层材料结合在一起时,它们并不会亲密地拥抱。相反,它们通过微弱的范德华力结合在一起,留下一个微小的间隙,削弱了电容耦合。换句话说,无论二维材料多么出色,那个间隙都会成为限制小型化的乐趣海绵。

该团队的研究表明,许多研究过于沉迷于二维材料本身的特性,而忽略了它们在实际器件中形成的尴尬界面。这种疏忽可能导致半导体行业在那些由于基本物理原因根本行不通的方法上浪费数十亿美元。没有什么比在钱花完之后才发现一个基本缺陷更能体现“高效研发”了。

但还有一线希望:“拉链材料”。这些系统中半导体和绝缘层结合得更紧密,消除了间隙。研究人员表示,如果行业从一开始就同时设计这两层,这可能会拯救局面。否则,他们就有可能投资于一条死胡同。所以,教训很明确:在开支票之前,先检查你的原子间隙。