如今中国的材料科学很厉害,到达了什么水平呢?

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     经过多年的发展,无数材料科学家的努力,我国的材料科学已经得到了很大的发展。我国在材料科学的某些领域,已经处于世界领先水平。比如半导体化合物领域、超导材料领域。

一是,半导体化合物技术领域

     我国在半导体化合物领域中的研究突破,主要是来自于云南大学以及英诺赛科的研究突破。云南大学在半导体化合物领域中的突破,主要是云南大学材料与能源学院自主研发的硫化铂材料。无论是稳定性,还是性能表现,硫化铂材料都要优于石墨烯碳基芯片。除了这项优势之外,与传统的硅基芯片相比,硫化铂材料的极限性能要高出好几倍。云南大学在硫化铂材料上的研究突破,再加上我国掌握的28纳米制程技术,我国有望在高端制程芯片领域实现自主化量产。这一系列技术的突破,使得我国在半导体化合物领域的研究中,不断取得更多的进展。

二是,超导材料领域

     超导体在信息和武器领域的有着非常重要的应用前景。经过多年的发展,我国在高性能超导技术领域已经取得了数十项发明专利。这些研究成果的取得,填补了我国高性能低温超导线材技术的空白。仅凭这个领域的研究,我国在超导材料研究领域,一下子赶超了西方一些发达国家。

    我国在超导研究技术中的突破,主要是来自于复旦大学研制出的已知最高导电率的外尔半金属材料-砷化铌纳米带。这种材料的特色是在室温下也具有高导电性。并且这种材料的导电率是通薄膜的百倍,更是石墨烯材料的千倍。

    以上两种技术,只是一个例子而已。我国在纳米材料等领域也具有非常重要的突破。希望,我国可以不断在更多的领域实现突破。

但是这并不代表石墨烯就是完美无缺的,它也存在着许多的不足之处,像光吸收率较低等,于是在此背景下, 我国云南大学又有了新的发展思路,将研究的重点放到了金属硫族化合物上

要说起硫族化合物,对于大家而言可能会有点陌生, 简单来说其实就是一种半导体材料,不仅具备了石墨烯所拥有的优点 ,同时还可以弥补其不足之处,所以在未来会成为比石墨烯更广泛应用的材料。

目前我国对于这种材料的研究技术还不够成熟,存在着不容易转移、面积小等诸多问题,一时间还很难商用,但云南大学现在通过一些特殊手段, 只要在合适的条件下,就可以成功制造出大面积且均匀的硫化铂材料。

不仅是我国,世界各国企业都在加快对芯片材料的研究, 台积电作为世界芯片行业内的领头羊 ,自然不会停止其研究的进度, 如今联合两所高校在芯片材料方面也有了新的突破

它们联手发现了一种新型的半金属“铋”材料 它不仅可以为芯片提供更加省电、高速的条件 ,还可以运用到智能、电动车等领域,可谓是一举多得。

欧洲国家也在加紧对该领域的研究, 最近瑞士的相关科研团队表示,在二硫化钼材料中加入超导体储电,就能达到和硅晶体相似的特征 ,也就是可以很好地运用到芯片的生产制造方面,全新材料有望代替硅基芯片。

让人比较遗憾的是,以上介绍的所有成果目前都还处于研究当中,并没有得到正式商用,不过能够有所发现已经算是一个好的开端,而为何众多国家在逐渐放弃硅基芯片,反而在积极寻找新材料呢?

其实这主要是因为受到“摩尔定律”的困扰,目前在芯片领域,5nm芯片已经实现了量产, 台积电和三星都在向着更高的方向—3nm级别芯片进行冲刺 ,这样的发展进度好像是没有任何问题,但这之中需要注意的一点是, 随着芯片级别的不断提高,对它的性能要求也会越来越高

如果继续使用传统的芯片材料, 即使实现了对3纳米芯片的量产,但其性能方面其实并不会有太大的提升,最高不超过30% ,要知道此前都是成倍提高的。

现如今各国企业要想提升芯片级别,甚至要达到1nm水平,已经十分困难, 所以最主要的办法就是寻找新的更有优势的半导体材料进行解决 ,所以许多国家也都在朝着这个方向努力研究。


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