原子级厚度技术问世世界首台二维计算机取代硅基芯片

宾夕法尼亚州立大学的研究人员向硅材料在电子领域长期主导地位发起挑战，成功制造出全球首个完全基于原子厚度二维材料的可运行CMOS计算机。他们利用二硫化钼和二硒化钨制备了超过2000个晶体管，在无需传统硅材料的情况下实现了计算机逻辑操作。尽管仍处于早期阶段，这项突破预示着电子设备将迎来更纤薄、更快速、能效显著提升的未来——所有功能都将由仅有一个原子厚度的材料驱动。

以下是网页内容的总结：该研究团队在《自然》期刊发表突破性进展，首次利用两种二维材料（二硫化钼用于n型晶体管，二硒化钨用于p型晶体管）成功构建了**非硅基互补金属氧化物半导体（CMOS）计算机**。这项技术通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）工艺制备材料，制造了超1000个晶体管，并实现以下核心成果： 1. **技术突破**： - 克服了硅基器件微型化导致的性能衰减问题 - 首次实现全二维材料CMOS计算机 - 在低工作电压下实现微功耗运行（最高频率25千赫兹） 2. **关键工艺**： - 通过器件制造与后处理工艺调控晶体管阈值电压 - 构建了完整的功能性CMOS逻辑电路 3. **研究意义**： - 为更薄、更快、更高能效的电子设备开辟道路 - 虽当前性能低于硅基芯片，但验证了二维材料的可行性 - 建立的计算模型为后续优化提供基准 4. **发展前景**： - 相比发展80年的硅技术，二维材料研究（2010年起步）进展更快 - 被学界视为电子学领域的重大里程碑该项目由美国国家科学基金会等机构资助，宾夕法尼亚州立大学2DCC-MIP平台提供核心技术支持。研究团队强调该技术仍需持续优化，但已为后硅时代电子学发展奠定关键基础。