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观察微电子材料纳秒动态成为可能 新显微镜为研究人员打开新“视”界
2024年08月09日 11:28:42
来源：化工仪器网 作者：小王 点击量：5853
微电子材料是构成微电子器件和集成电路的基础，它们具有特定的电学、磁学、光学和机械性能。随着科技的进步，微电子材料的尺寸不断缩小，性能不断提高，以满足对更高速度、更低功耗和更高集成度的需求。
【化工仪器网 行业百态】微电子材料是构成微电子器件和集成电路的基础，它们具有特定的电学、磁学、光学和机械性能。随着科技的进步，微电子材料的尺寸不断缩小，性能不断提高，以满足对更高速度、更低功耗和更高集成度的需求。
纳秒动态指的是在纳秒时间尺度上发生的物理现象或过程。在微电子材料中，纳秒动态可能涉及电子的迁移、电荷的积累与消散、材料性质的瞬态变化等。这些动态过程对于理解微电子器件的工作原理、优化器件性能以及开发新型微电子材料具有重要意义。尤其是在超级计算机等领域，观测微电子材料纳秒动态，或许能够成为解决能耗问题，开发出下一代计算机的关键。
而想要实现这一点，就需要电子显微镜技术的帮助了。近年来，电子显微镜技术的发展为观察微电子材料纳秒动态提供了有力工具。而就在最近，一项新的成果更在此基础上有了进一步突破。美国能源部阿贡国家实验室团队开发了一种新的显微镜技术，利用电脉冲可观察室温下形成电荷密度波的材料中的纳秒动态。这项技术不仅揭示了电荷密度波在纳秒时间尺度上的行为，还为节能微电子领域的发展提供了新的思路。
在过去的研究中，科研学者无法准确的探明电荷密度波控制电阻快速打开和关闭的过程是如何发生的，为了解决这一点，研究团队测试了硫化钽薄片，并用两个电极连接以产生电脉冲。通过超快电子显微镜的观察，他们发现了两种新的电能操纵电荷密度波状态的方式：熔化反应、振动反应。熔化反应即电荷密度波的熔化是受到注入电流产生的热量而不是电荷电流本身的影响，即使在纳秒脉冲期间也是如此；振动反应即电脉冲在材料中引起鼓状振动，从而使波的排列发生摆动。
值得一提的是这些发现不仅展示了类脑计算中重要的“开关过程”，还为节能微电子学带来了具有广泛潜力的成果。
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