日本科学家找到了一种制造优质半导体的新技术。这种半导体在极端条件下的耐受能力远远高于绝大部分现有电器使用的材料。利用这种优质半导体,人类或许能够造出更轻的太空船和智能程度更高的汽车。
在电源系统、飞机发动机、火箭、无线电信号传送器等暴露在恶劣环土竞下的装置中使用的传统硅元件都需要添加冷却设备等各种保护措施。用新材料制造的设备则无需采取上述保护措施,从而减少了设备的重量、规模和成本。
发明这种材料的日本科学家在今天出版的《自然》杂志上撰文说,由于这种被称作碳化硅的新材料在制造加工时出现的瑕疵较少,因此可以用它生产更可靠、更复杂的电子器件。
法国全国综合工艺研究所的物理教授罗兰•马达拉说,其实,碳化硅这种材料让工程师们头痛了几十年,目前的新发现为碳化硅的大规模使用铺平了道路。
然而,以丰田中央研发公司的中村大佐为首的日本研究者认为,碳化硅的实际应用至少还需要6年时间。目前的电子元件大多以硅为原料。但是,如果暴露在高温或辐射条件下,硅的功效和可靠性都会降低。
像硅一样,碳化硅也是一种半导体,但抗热性极强,而且几乎和钻石一样坚硬。但是,这些特性使碳化硅很难用于电子工业。由于在高温下不会变成液态,它无法像硅那样经过传统方法形成铸块并变为几乎没有瑕疵的晶片。
日本研究人员发现,他们可以通过几个步骤“培植”出碳化硅晶片。用这种方法制造出来的碳化硅晶片几乎完美无缺,直径最大为7.5厘米。目前半导体行业使用的硅晶片直径最大为30厘米。要在这方面赶上传统硅晶片,研究人员还有很长的路要走。