2019年8月29日，麻省理工學(xué)院Max M. Shulaker課題組在nature發(fā)表論文，報(bào)道了由互補(bǔ)的碳納米管晶體管構(gòu)成的現(xiàn)代微處理器，這也是至今為止史上最大的碳納米管芯片；美國(guó)SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室Harold Y. Hwang和Danfeng Li團(tuán)隊(duì)也同樣在nature發(fā)表文章，報(bào)道了具有超導(dǎo)性的無限層鎳酸鹽，為超導(dǎo)家族帶來新成員；東京大學(xué)Shun Watanabe團(tuán)隊(duì)則報(bào)道了一種全新的半導(dǎo)體分子摻雜機(jī)制，由陰離子交換驅(qū)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)聚合物半導(dǎo)體的有效分子摻雜。現(xiàn)整理如下，希望對(duì)大家有所啟發(fā)。
1. Nature: 互補(bǔ)的碳納米管晶體管構(gòu)成的現(xiàn)代微處理器
電子技術(shù)正在接近一個(gè)重大的范式轉(zhuǎn)變，因?yàn)楣杈w管結(jié)構(gòu)不再能夠產(chǎn)生歷史的能效效益，從而推動(dòng)了對(duì)超硅納米技術(shù)的研究。特別地，基于碳納米管場(chǎng)效應(yīng)晶體管（CNFET）的數(shù)字電路具有顯著的能量效率優(yōu)勢(shì)，但是不能完美地控制碳納米管中的固有納米級(jí)缺陷和可變性阻礙了其應(yīng)用于大規(guī)模的集成系統(tǒng)。
有鑒于此，麻省理工學(xué)院Max M. Shulaker課題組克服了這些挑戰(zhàn)，展示了完全由CNFET構(gòu)建的超硅微處理器。
本文要點(diǎn)
要點(diǎn)1. 該16位微處理器基于RISC-V指令集，在16位數(shù)據(jù)和地址上運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)32位指令，包含14,000多個(gè)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體CNFET，采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造流程和流程。
要點(diǎn)2. 提出了一種碳納米管的制造方法，這是一套組合處理和設(shè)計(jì)技術(shù)，用于克服整個(gè)晶圓基板上宏觀尺度的納米級(jí)缺陷。這項(xiàng)工作通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了實(shí)現(xiàn)超硅電子系統(tǒng)的有希望的途徑。
Gage Hills, Christian Lau, Andrew Wright, Samuel Fuller, Mindy D. Bishop, Tathagata Srimani, Pritpal Kanhaiya, Rebecca Ho, Aya Amer, Yosi Stein, Denis Murphy, Arvind, Anantha Chandrakasan & Max M. Shulaker. Modern microprocessor built from complementary carbon nanotube transistors. Nature. 2019
DOI：10.1038/s41586-019-1493-8
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1493-8
2. Nature: 具有超導(dǎo)性的鎳酸鹽
為了探索銅基超導(dǎo)性的起源并不斷壯大超導(dǎo)家族，研究人員開始尋找研究具有相似晶體和電子結(jié)構(gòu)的化合物，鎳化合物就是其中之一。最近，一種LaAlO3/LaNiO3超晶格結(jié)構(gòu)，被提出用于產(chǎn)生具有單獨(dú)占據(jù)的人工層狀鎳酸鹽異質(zhì)結(jié)構(gòu)。在先前的相關(guān)實(shí)驗(yàn)中觀察到的超導(dǎo)性的缺失至少部分地歸因于例如軌道的不完全極化。
有鑒于此，美國(guó)SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室Harold Y. Hwang和Danfeng Li等人報(bào)道了在無限層鎳酸鹽中觀察到超導(dǎo)性的現(xiàn)象，該無限層鎳酸鹽與無限層銅氧化物結(jié)構(gòu)類似，超導(dǎo)家族再次迎來新成員！
本文要點(diǎn)
要點(diǎn)1. 采用軟化學(xué)拓?fù)溥€原，通過還原鈣鈦礦前驅(qū)體相合成NdNiO2和Nd0.8Sr0.2NiO2單晶薄膜。
要點(diǎn)2. 盡管NdNiO2在低溫下表現(xiàn)出電阻上升，但電阻率，臨界電流密度和Nd0.8Sr0.2NiO2的磁場(chǎng)響應(yīng)的測(cè)量表明超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為約9至15 K。
因?yàn)檫@種化合物是一系列還原層狀鎳酸鹽晶體結(jié)構(gòu)的成員，這些結(jié)果表明一類鎳氧化物超導(dǎo)體可能類似于銅氧化物和pnictides。
Danfeng Li, Kyuho Lee, Bai Yang Wang, Motoki Osada, Samuel Crossley, Hye Ryoung Lee, Yi Cui, Yasuyuki Hikita & Harold Y. Hwang. Superconductivity in an infinite-layer nickelate. Nature. 2019
DOI: 10.1038/s41586-019-1496-5
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1496-5
3. Nature: 由陰離子交換驅(qū)動(dòng)的聚合物半導(dǎo)體的有效分子摻雜
在聚合物半導(dǎo)體中，化學(xué)摻雜的效率可以實(shí)現(xiàn)的電荷載流子密度，這主要由π-共軛聚合物和摻雜劑物質(zhì)之間的電化學(xué)氧化還原電位決定。因此，將電子親和力與電離勢(shì)匹配可以允許有效摻雜。
有鑒于此，東京大學(xué)Shun Watanabe描述了一個(gè)不同的過程，稱為陰離子交換。
本文要點(diǎn)
要點(diǎn)1. 該過程由離子液體溶劑介導(dǎo)，常規(guī)小p型摻雜劑陰離子與由離子液體提供的第二陰離子的有效瞬時(shí)交換。將優(yōu)化的離子鹽（離子液體溶劑）引入常規(guī)二元供體-受體系統(tǒng)可以克服Marcus理論描述的氧化還原電位限制，并允許陰離子交換效率接近100％，可以實(shí)現(xiàn)每單體單元幾乎一次電荷的摻雜水平。
要點(diǎn)2. 這種增加摻雜水平，增加穩(wěn)定性和優(yōu)異傳輸性能的證明表明，陰離子交換摻雜可以使用幾乎無限的離子鹽選擇，可以成為實(shí)現(xiàn)先進(jìn)分子電子學(xué)的有力工具。
Yu Yamashita, Junto Tsurumi, Masahiro Ohno, Ryo Fujimoto, Shohei Kumagai, Tadanori Kurosawa, Toshihiro Okamoto, Jun Takeya & Shun Watanabe . Efficient molecular doping of polymeric semiconductors driven by anion exchange. Nature. 2019
DOI: 10.1038/s41586-019-1504-9
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1504-9
