来源：科技日报
- 科技日报北京7月24日电 （实习记者张佳欣）据最新一期《科学》杂志 ， 来自美国麻省理工学院、休斯顿大学和其他机构的一个研究团队进行的实验表明 ， 一种名为立方砷化硼的材料克服了硅作为半导体的两个限制：为电子和空穴提供很高的迁移率 ， 并具有良好的导热性能 。 研究人员说 ， 它可能是迄今为止发现的最好的半导体材料 。
硅作为半导体材料 ， 其性能仍存在缺陷 。 尽管硅中的电子很容易通过它的结构 ， 但它的空穴迁移率较差 。 而其他材料 ， 如广泛用于激光的砷化镓 ， 同样具有良好的电子迁移率 ， 但不具有空穴迁移率 。 更重要的是 ， 硅不太善于传导热量 ， 因此芯片温度总是过热 。
论文主要作者之一、麻省理工学院机械工程教授陈刚领导的团队于2018年预测 ， 立方砷化硼对电子和空穴都有非常高的迁移率 ， 最新研究证实了这一点 。
早期实验表明 ， 立方砷化硼的导热系数几乎是硅的10倍 。 这对于散热来说非常有吸引力 。 研究还证明 ， 这种材料具有非常好的带隙 ， 这一特性使其作为半导体材料具有巨大潜力 。 【AR|立方砷化硼兼具导电和导热优势】新研究表明 ， 砷化硼具有理想半导体所需的所有主要品质 ， 因为它具有电子和空穴的高迁移率 。 研究人员指出 ， 这一点很重要 ， 因为在半导体中 ， 正电荷和负电荷是相等的 。 因此 ， 如果要制造一种设备 ， 就希望有一种电子和空穴的移动阻力更小的材料 。
热量是目前许多电子产品的主要瓶颈 ， 在包括特斯拉在内的主要电动汽车行业中 ， 碳化硅正取代硅成为电力电子产品 ， 因为它的导热系数是硅的3倍 ， 尽管它的电子迁移率较低 。 砷化硼的导热系数是硅的10倍 ， 迁移率也比硅高得多 ， 这可能改变游戏规则 。
到目前为止 ， 立方砷化硼只在实验室规模进行了制造和测试 ， 这些产品并不均匀 ， 还需要更多的工作来确定能否以实用、经济的形式制造立方砷化硼 。 但研究人员表示 ， 在不久的将来 ， 人们可能发现这种材料的一些优势用途 ， 其独特的性质将带来明显改观 。
【总编辑圈点 】
硅在半导体行业的“武林盟主”地位已维系几十年 。 随着电子终端产品向精密高端的方向一路狂奔 ， 人们渐渐发现 ， 这位“武林盟主”并非全能冠军 ， 也有一些软肋 。 于是乎 ， 氮化镓、碳化硅、氧化锌等各种材料跃跃欲试 ， 前来参加新盟主擂台赛 。 比赛规则很简单：不能仅凭实验室研究数据说话 ， 更要看在产业中的应用效果 。 对于新晋选手立方砷化硼而言同样如此 ， 要想证明自己 ， 还需在产业应用中拿出真凭实绩 。
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