據(jù)美國明尼蘇達(dá)大學(xué)官網(wǎng)消息，近日，美國明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究人員與國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院 (NIST) 的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)一起開發(fā)了一種制造自旋電子器件的突破性工藝，該工藝有可能成為半導(dǎo)體芯片新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。半導(dǎo)體芯片是計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)和許多其他電子產(chǎn)品的核心部件，新工藝將帶來更快、更高效的自旋電子設(shè)備，并且使這些設(shè)備比以往更小。
半導(dǎo)體行業(yè)不斷嘗試開發(fā)越來越小的芯片，以最大限度地提高電子設(shè)備的能效、計(jì)算速度和數(shù)據(jù)存儲容量。自旋電子設(shè)備利用電子的自旋而不是電荷來存儲數(shù)據(jù)，為傳統(tǒng)的基于晶體管的芯片提供了一種有前途且更有效的替代方案。這些材料還具有非易失性的潛力，這意味著它們需要更少的能量，并且即使在移除電源后也可以存儲內(nèi)存和執(zhí)行計(jì)算。
作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的自旋電子材料鈷鐵硼的可擴(kuò)展性已達(dá)到極限。目前，工程師無法在不失去數(shù)據(jù)存儲能力的情況下制造小于20納米的器件。明尼蘇達(dá)大學(xué)研究人員通過使用鐵鈀材料（一種需要更少能量并具有更多數(shù)據(jù)存儲潛力的替代材料）來替代鈷鐵硼，可以將材料縮小到5納米的尺寸，從而克服了這一難題。同時，研究人員首次能夠使用支持8英寸晶圓的多室超高真空濺射系統(tǒng)在硅晶圓上生長鐵鈀。
研究人員表示，這意味著像Honeywell、Skywater、Globalfoundries、英特爾等公司可以將這種材料整合到其半導(dǎo)體制造工藝和產(chǎn)品中。研究人員還表示，這項(xiàng)工作在世界上首次表明，在半導(dǎo)體行業(yè)兼容的基板上生長這種材料可以縮小到小于5納米，即所謂的CMOS+X策略。
此外，該研究論文已發(fā)表在最近的《先進(jìn)功能材料》上。據(jù)悉，這一發(fā)現(xiàn)為未來十年的自旋電子器件設(shè)計(jì)和制造開辟了一條新的研究思路。
封面圖片來源：拍信網(wǎng)
