中國粉體網(wǎng)訊 1892年，人們便發(fā)現(xiàn)了斜方晶鋯石形式的單斜晶型氧化鋯，但由于其性質(zhì)了解甚少，氧化鋯很長一段時(shí)間都沒有進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域。直到上世紀(jì)二十年代，人們才發(fā)現(xiàn)氧化鋯材料具有出色的高溫穩(wěn)定性，并將其應(yīng)用于耐火材料領(lǐng)域。
隨著對(duì)氧化鋯的認(rèn)識(shí)不斷深入，應(yīng)用性能開發(fā)不斷拓展，其應(yīng)用領(lǐng)域變得越來越廣泛，如氧化鋯材料具有許多優(yōu)良的性能，氧化鋯已經(jīng)逐漸發(fā)展為一種多用途的高性能新材料。例如憑借高硬度、高熔點(diǎn)、高介電常數(shù)等物理性能以及出色的化學(xué)和熱穩(wěn)定性，因此被廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)陶瓷、功能陶瓷、核技術(shù)以及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，形成如切削及拋光工具、氧傳感器、固體氧化物燃料電池、高溫加熱元件、義齒等諸多新材料。
氧化鋯的功能這么多，但你是否會(huì)想到氧化鋯會(huì)和計(jì)算機(jī)聯(lián)系在一起？
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我們都知道，隨著集成技術(shù)的不斷突破，計(jì)算機(jī)可能會(huì)變得越來越小、功能越來越強(qiáng)，但它們?nèi)孕枰罅康哪茉磥磉\(yùn)行。于當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月6日在線發(fā)表在《自然》上的一項(xiàng)研究中，加州大學(xué)伯克利分校的工程師們描述了在晶體管--構(gòu)成計(jì)算機(jī)構(gòu)件的微小電子開關(guān)--的設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重大突破，它可以在不犧牲速度、尺寸或性能的情況下大大降低其能源消耗。該元件被稱為閘極氧化層，其在晶體管的開關(guān)中起著關(guān)鍵作用。
據(jù)悉，這種效率的提高是通過一種叫做負(fù)電容的效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的，它有助于減少在材料中儲(chǔ)存電荷所需的電壓。負(fù)電容可以通過減少實(shí)現(xiàn)特定電荷所需的電壓量來提高柵極氧化物的性能。但這種效果不能在任何材料中實(shí)現(xiàn)。創(chuàng)造負(fù)電容需要仔細(xì)操縱一種叫做鐵電性的材料特性，當(dāng)一種材料表現(xiàn)出自發(fā)的電場(chǎng)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)這種情況。以前，這種效果只在被稱為過氧化物的鐵電材料中實(shí)現(xiàn)，而過氧化物的晶體結(jié)構(gòu)跟硅不兼容。
關(guān)鍵在于，在這項(xiàng)研究中，研究小組通過將氧化鉿和氧化鋯結(jié)合在一個(gè)被稱為超晶格的工程晶體結(jié)構(gòu)中也可以實(shí)現(xiàn)負(fù)電容，并且還能讓鐵電性和反鐵電性同時(shí)存在。
為了測(cè)試氧化鋯超晶格結(jié)構(gòu)的性能表現(xiàn)，該團(tuán)隊(duì)制作了短通道晶體管并測(cè)試了它們的能力。跟現(xiàn)有的晶體管相比，這些晶體管需要的電壓將減少約30%，以此同時(shí)還能保持半導(dǎo)體行業(yè)的基準(zhǔn)且不損失可靠性。
參考來源：cnBeta、集微網(wǎng)
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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