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斯坦福大学研究人员在《科学》杂志上发表新研究成果，发现非晶体材料磷化铌在制造芯片超薄线路时导电能力比铜更好，有望在纳米电子学领域带来功能更强、更节能的电子产品。

近期，美国斯坦福大学的研究人员在《科学》杂志上发表了一项重要研究成果，他们首次发现了一种名为磷化铌的非晶体材料，该材料在制造芯片上的超薄线路时展现出卓越的导电性能。据研究表明，仅有几个原子厚的磷化铌薄膜的导电能力甚至超过了传统的铜材料。这一发现不仅意味着磷化铌可以在较低的温度下沉积生产，与现代计算机芯片完美兼容，更预示着它在未来的纳米电子学领域将具有巨大的应用潜力。

随着计算机芯片向微型化和复杂化方向发展，超薄金属线在芯片中传输电信号的能力逐渐成为制约芯片性能提升的瓶颈。当线路变得更细更薄时，标准金属线的导电性能会显著下降，从而限制了纳米级电子产品的尺寸、效率和性能。然而，磷化铌作为一种拓扑半金属，其整个材料都具有导电性，且外表面的导电性更佳。随着薄膜厚度的减少，磷化铌的中间部分会收缩，但其表面积保持不变甚至增大，这使得其表面导电能力得到进一步提升，从而使整个材料成为更优秀的导体。

值得注意的是，即使在室温下工作，当磷化铌薄膜的厚度低于5纳米时，其导电性能仍然优于铜。在这种尺寸下，铜线难以跟上快速发射的电信号，并会产生更多的热能损耗。相比之下，磷化铌薄膜则能够更好地应对这一挑战。

长期以来，研究人员一直在寻找可用于纳米电子领域的导电材料。然而，到目前为止，最好的候选材料都具有极其精确的晶体结构，需要在非常高的温度下才能形成。而此次研究制造的磷化铌薄膜则打破了这一限制，它不仅具有出色的导电性能，还可以在相对较低的温度下形成。这一发现为探索利用其他拓扑半金属制造超薄电路铺平了道路。

研究还显示，磷化铌薄膜可以在400℃的温度下沉积形成，这一温度远低于会损坏或破坏现有硅计算机芯片的温度。因此，磷化铌薄膜在制造过程中不会对现有芯片造成任何损害。

不过，研究人员也指出，磷化铌薄膜并不会立即取代所有计算机芯片中的铜材料。在制造较厚线路和电线时，铜仍然是更好的选择。然而，在制造最薄处的连接时，磷化铌则更具优势。

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（文章来源：科技日报）