发布日期：2026-02-23 10:55    点击次数：64

原标题：群众首个超薄铋基铁电晶体管问世

在东谈主工智能迅猛发展的今天，传统芯片架构正际遇“功耗墙”与“存储墙”的双重围堵——缱绻与存储分辩导致海量数据搬运，能耗过大、着力受限。奈何让芯片既快速又省电？北京大学化学与分子工程学院彭海琳西席团队给出一项冲突性谜底：他们得胜研制出群众首个晶圆级超薄、均匀的新式铋基二维铁电氧化物，并基于此构建出责任电压超低（0.8伏）、经久性极高（1.5×1012次轮回）的高速铁电晶体管，其玄虚性能全面罕见刻下工业级铪基铁电体系。有关效果日前在线发表于外洋学术期刊《科学》。

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彭海琳先容，永远以来，铁电材料因其可逆极化与非易失存储特点，被视为买通存算一体、冲突冯·诺依曼架构（在冯·诺依曼架构下，缱绻和存储是互相分辩的）瓶颈的要道。相干词，当芯片工艺靠拢亚5纳米（小于5纳米）节点，传统铁电薄膜靠近均匀性差、界面颓势多、厚度减薄后铁电性骤降等艰巨。考虑团队更动性依托其自主研发的高迁徙率铋基二维半导体Bi2O2Se（硒氧化铋），初度已毕了原子级平整的二维铁电当然氧化物Bi2SeO5（硒酸铋）及异质结构晶圆级均匀制备。这种新式铁电氧化物不仅具有高达24的介电常数和跳动600℃的高温结构踏实性，更在单晶胞厚度（约1纳米）下仍保抓优异铁电性，透顶解脱了传统铁电材料的尺寸截止。

在此基础上，考虑团队还制备出高性能铁电晶体管阵列，开云体育能效最初其他存储期间1至2个数目级，并展现出32个踏实多级存储态与超10年数据保抓智力。尤为亮眼的是，在0.8伏超低电压和20纳秒高速写入条款下，器件摄取住1.5万亿次轮回检修，可靠性远超云表AI缱绻的严苛标准。更进一步，团队控制该器件构建出可动态重构的存内逻辑电路——在低于1伏的老例CMOS电压下，并吞器件既能奉行逻辑运算，又能切换为非易失存储，信得过已毕“一器两用”，为曩昔自符合智能芯片斥地了新范式。

审稿东谈主评价，该责任“责罚了二维铁电材料晶圆级集成艰巨，彰显出权贵的应用后劲”，并“对铁电材料和器件鸿沟产生深切影响，为铁电二维电子学发展大开了大门”。

“这项原创效果为发展下一代高性能、低功耗芯少顷间提供了全新的材料平台与集成旅途。”彭海琳说。