世界首台非硅二维材料计算机问世：有助造出更薄更节能电子产品

据媒体报道，美国宾夕法尼亚州立大学领导的研究团队首次利用二维材料成功制造出一台可执行简单操作的计算机。这一突破为开发更薄、更快、更节能的电子产品奠定了重要基础。

该计算机基于互补金属氧化物半导体（CMOS）技术，但关键创新在于摒弃了传统硅材料，转而采用两种二维材料：用于n型晶体管的二硫化钼和用于p型晶体管的二硒化钨。

这两种材料仅有一个原子层厚度，却能在如此微小尺度下保持优异的电学性能，这是硅材料难以企及的优势。

研究团队采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术，生长出大面积二硫化钼和二硒化钨薄膜，并分别制造了超过1000个n型和p型晶体管。

通过精密工艺调控，团队成功设定了n型和p型晶体管的阈值电压，从而构建出功能完整的CMOS逻辑电路。

这台二维CMOS计算机属于“单指令集计算机”，可在低电源电压下以超低功耗运行，并能在高达25千赫的频率下执行基本逻辑运算。

虽然当前工作频率低于传统硅基CMOS电路，但它已能完成基础计算任务。团队还开发了计算模型，利用实验数据校准并考虑器件差异性，预测二维计算机性能，并通过基准测试与先进硅技术进行了对比。

研究人员指出，尽管仍有优化空间，但这项成果已是二维材料电子学领域的重要里程碑。它不仅为下一代电子设备提供了全新的材料选项，也为未来芯片设计开辟了新方向。