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缩小铜线以外的互连 |科学
量子材料可以加速计算机芯片中的信息处理
来源:Science Magazine按照摩尔定律,集成电路中晶体管的尺寸不断缩小(大约每两年将微芯片上的晶体管数量增加一倍),这是一项非凡的工程壮举,突破了基础物理的极限。晶体管是通过打开或关闭电流来调节端子(导电连接点)之间电流的关键组件。当晶体管尺寸减小时,开关速度就会增加,从而使集成电路能够更快地处理信息。然而,随着晶体管的尺寸缩小到纳米级,互连(连接微芯片上晶体管和其他电路元件的金属线)成为处理速度的主要瓶颈(
1,
2)。因此,提高下一代电子设备集成电路的性能不能仅仅通过缩小晶体管的尺寸来实现,而是需要开发新的互连材料。
拓扑保护电子态
–图:K. HOLOSKI/基于 M.T. 的科学基亚尼和 J.J.查
科学 3)。
半导体行业已将重点转向电子平均自由程比铜更小的替代材料,例如钌(λ 为 6.6 nm)(
4 5 6 7 8),这表明即使在小尺寸下也具有增强的导电性。计算研究预测 >50% 的已知晶体化合物应该是拓扑化合物(
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