新型量子材料问世 空穴迁移率创IV族半导体新高
11月24日，科技新闻平台eurekalert发布最新研究动态，披露由科研团队开发的一种创新量子材料。该材料以硅晶圆为基础，表面覆盖一层纳米级压缩应变锗外延层，展现出高达715万 cm²/Vs的空穴迁移率，刷新了IV族半导体材料的电荷传输速度极限。
空穴迁移率是评估半导体导电性能的核心参数，反映在电场作用下正电荷“空穴”的移动效率。数值越高，表示材料内部电荷传输越顺畅，电阻越低，由此制成的电子器件有望实现更快的运算速度与更低的能耗。
压缩应变锗（Compressively Strained Germanium, cs-Ge）是通过特定工艺在锗材料上施加原子级压缩应变，调整晶格结构以增强其电子性能的材料。此次研究中，研究人员通过精确控制应变强度，在硅基底上构建出超纯净晶体结构，使电荷在其中几乎不受阻碍地流动。
该研究由华威大学物理系Maksym Myronov副教授领导的团队完成。他们设计了一种名为“硅基压缩应变锗”（cs-GoS）的复合材料，不仅展现出优异的电学性能，也具备良好的可量产性。Myronov指出，该材料将卓越的迁移率与工业兼容性结合，有望成为下一代高性能集成电路的重要候选材料。
实验数据表明，该材料的空穴迁移率达到了715万 cm²/Vs，远高于传统硅材料的表现。这一突破意味着，未来基于该材料的芯片不仅运行速度更快，还能实现更低的功耗。
加拿大国家研究委员会的Sergei Studenikin博士表示，这项研究为IV族半导体材料设定了新的基准，同时也为开发与硅技术兼容、能耗更低的高速电子系统和量子器件开辟了新路径。