將二硫化鉬添加在原有PC原料上，可以達到導熱、散熱的要求。隨著半導體制程邁向 3 納米，如何跨越晶體管微縮的物理極限，成為半導體業(yè)發(fā)展的關鍵技術。厚度只有原子等級的二維材料，例如石墨烯(Graphene)與二硫化鉬(MoS2)等，被視為有潛力取代硅等傳統(tǒng)半導體材料。

二硫化鉬(MoS2)因其獨特的單層原子結構和優(yōu)異的光電特質，被認為是最有希望替代硅，成為未來應用在半導體、晶體管和芯片等高精尖科技領域中的理想材料之一，因此，近年來科學家們對二硫化鉬的探索與研究一直保持著濃厚的興趣。

近日，洛桑聯(lián)邦理工學院(EPFL)研究團隊利用二硫化鉬開發(fā)出了一種“類大腦神經(jīng)元傳輸”的新型計算機芯片，兼具在相同電路中處理和存儲信息的能力，為計算機設備實現(xiàn)小型化、高效化和節(jié)能化提供新的思路。

二硫化鉬是一種過渡金屬硫族化物二維材料(TMDC)，具備類石墨烯的層狀結構，同時擁有石墨烯沒有的直接帶隙半導體特質。二硫化鉬由三個原子平面層(S-Mo-S)堆疊而成，具有較大的比表面積，電子遷移速率高，抗磁抗輻照，低耗環(huán)保，節(jié)能增效，穩(wěn)定性高，且能夠實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，是光學電子設備的理想材料。

對鈷/二硫化鉬異質結構進行特征分析，發(fā)現(xiàn)在室溫下，異質結構間的交互作用仍然可以在非晶相的磁性材料中，誘發(fā)出常見于晶相結構的「自發(fā)磁異向性」，為磁異向性的起源與操控，開辟嶄新視野。

磁異向性指的是磁性材料的磁化方向容易沿特定方向排列的特性，可用來定義數(shù)字記錄中的 0 與 1。

如何運用新材料或是人工結構的制備來發(fā)現(xiàn)新的磁異向性，并控制其方向，是目前發(fā)展磁儲存與磁感應技術的重要關鍵，包括磁阻隨機存取內存(MRAM)、手機的電子羅盤、陀螺儀，都會用到電子自旋的特性。與傳統(tǒng)電子組件相比，自旋電子組件可以提供更高能源效率和更低功耗，也被預測為是下一世代的主流組件。

EPFL研究人員第一次將二維材料二硫化鉬成功地應用于集數(shù)據(jù)存儲與邏輯運算為一體的芯片當中，這將顛覆傳統(tǒng)計算機由中央處理器CPU處理數(shù)據(jù)再傳輸至硬盤存儲的模式。相關成果發(fā)布在《Nature》上。

據(jù)介紹，新型芯片是基于浮柵場效應晶體管(FGFET)的，通常應用于相機、手機或者計算機設備的閃存系統(tǒng)。這些晶體管能夠長時間保持電荷，而僅具備三個原子層厚度的二硫化鉬不僅可以進一步減小電子設備的體積，還對晶體管中存儲的電荷具有較強的敏感性，因此可以同時實現(xiàn)邏輯運算和數(shù)據(jù)存儲功能。

中鎢在線二硫化鉬不僅在半導體、納米晶體管等光學電子領域中應用潛力巨大，同時還可以作為潤滑劑、抗氧劑、催化劑等，廣泛應用于航空、汽車、采礦、造船、軸承等工業(yè)領域。

增進磁異向性的另一個成因軌域混成(Orbital hybridization)，深入探討產(chǎn)生這個現(xiàn)象的關鍵機制，進一步研究操控自旋電子扇區(qū)方向的新方法，有機會為半導體業(yè)與光電等產(chǎn)業(yè)，帶來突破性的發(fā)展。