超薄导体有望在先进电子产品中取代铜

随着计算机芯片变得越来越小、越来越复杂，芯片内传输电信号的超薄金属线正成为一大瓶颈。传统金属线如铜线，在减小尺寸时导电效率降低，最终限制了纳米级电子产品的性能、尺寸和能源效率。

1月3日发表在《科学》（Science）杂志上的一项研究表明，美国斯坦福大学的科学家利用磷化铌薄膜，在仅几个原子厚的情况下实现了优于铜的导电性能。这些超薄磷化铌薄膜还能在低温下制造，适配现有的芯片制造工艺。这一突破为未来更强大、更节能的电子产品铺平了道路。

磷化铌是一种拓扑半金属，具有独特特性：整体导电，但其表面导电性优于中间部分。当薄膜厚度减小时，中间区域缩小，但表面保持不变，从而增强了整体导电性能。相比之下，铜在厚度小于50纳米时导电性能急剧下降。

研究显示，当磷化铌薄膜厚度低于5纳米时，其导电性在室温下优于铜。在这种尺寸范围内，铜会因信号衰减和热能损失而难以维持性能。

此前，研究人员为纳米级电子产品寻找更优导体的尝试大多局限于具有复杂晶体结构的材料，而这些材料需要高温条件才能形成。此次研究首次展示了一种非晶体材料在变薄时导电性能反而增强的现象。

《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）