（原标题：铜互联，新的替代者）

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起首：内容编译自斯坦福，谢谢。

跟着设想机芯片变得越来越小、越来越复杂，芯片内传输电信号的超细金属线已成为薄弱局势。表率金属线越细，导电性就越差，最终罢休了纳米级电子居品的尺寸、成果和性能。

在1 月 3 日发表于《科学》杂志的一篇论文中，斯坦福大学的究诘东谈主员标明，在厚度仅为几个原子的薄膜中，磷化铌的导电性比铜更好。此外，这些薄膜不错在迷漫低的温度下制造和千里积，以与当代设想机芯片制造兼容。他们的职责可能有助于使改日的电子居品更高大、更节能。

“咱们正在壅塞铜等传统材料的压根瓶颈，” Asir Intisar Khan说谈，他领有斯坦福大学的博士学位，现在是客座博士后学者，亦然这篇论文的第一作家。“咱们的磷化铌导体标明，通过超细导线发送更快、更高效的信号是可能的。这不错进步改日芯片的动力成果，当使用好多芯顷刻，即使是很小的增益也会蕴蓄起来，举例在面前存储和处理信息的大型数据中心中。”

新式导体

磷化铌被究诘东谈主员称为拓扑半金属，这意味着所有这个词材料王人不错导电，但其外名义比中间部分导电性更强。跟着磷化铌薄膜变薄，中间区域会缩小，但其名义保握不变，从而使名义对电流的流动孝敬更大，并使所有这个词材料成为更好的导体。另一方面，铜等传统金属一朝厚度小于约 50 纳米，导电性就会变差。

究诘东谈主员发现，即使在室温下操作，磷化铌在薄膜厚度低于 5 纳米时也能成为比铜更好的导体。在这种尺寸下，铜线很难跟上快速的电信号，而且会因热量而亏蚀更多能量。

“的确高密度的电子建造需要相等薄的金属连结，如果这些金属导电性不好，它们就会亏蚀遍及的电力和动力，” 工程学院 Pease-Ye 训导、电气工程训导、论文资深作家Eric Pop说谈。“更好的材料不错匡助咱们在细电线上耗尽更少的能量，而将更多的能量用于本色设想。”

好多究诘东谈主员一直在勤勉寻找纳米级电子居品的更好导体，但迄今为止，最好候选材料王人具有极其精准的晶体结构，需要在极高的温度下变成。Khan 卓著共事制造的磷化铌薄膜瑕瑜晶体材料的第一个例子，它们跟着厚度的增多而成为更好的导体。

“东谈主们一直合计，如果咱们思诳骗这些拓扑名义，咱们需要相等难以千里积的优质单晶薄膜，”斯坦福大学博士生、论文合著者阿卡什·拉姆达斯 (Akash Ramdas) 暗示。“现在咱们有了另一类材料——这些拓扑半金属——它们可能成为一种裁汰电子居品能耗的设施。”

由于磷化铌薄膜不需若是单晶，因此不错在较低温度下制造。究诘东谈主员在 400 摄氏度的温度下千里积了这些薄膜，这一温度迷漫低，不错幸免损坏或迫害现存的硅设想机芯片。

“如果你必须制造完整的晶体线，这对纳米电子学来说是行欠亨的，” 东谈主文与科学学院的 Stanley G. Wojcicki 训导、应用物理学训导兼论文合著者Yuri Suzuki暗示。“但如果你不错将它们制成无定形或稍微无序的，而且它们仍然具有你需要的特点，那么这将为潜在的本色应用灵通大门。”

已毕改日纳米电子本事

尽管磷化铌薄膜是一个有但愿的伊始，但 Pop 和他的共事并不指望它们会瞬息取代所有设想机芯片中的铜——在较厚的薄膜和电线中，铜仍然是更好的导体。但磷化铌不错用于最薄的连结，它为究诘由其他拓扑半金属制成的导体铺平了谈路。究诘东谈主员也曾在究诘访佛的材料，望望它们能否进步磷化铌的性能。

“为了让这类材料在改日的电子居品中获取应用，咱们需要它们成为更好的导体，”斯坦福大学博士生、论文合著者吴向金说。“为此，咱们正在探索替代拓扑半金属。”

Pop 和他的团队还在勤勉将磷化铌薄膜制成细线，以进行进一步测试。他们思详情这种材料在本色应用中的可靠性和灵验性。

“咱们把一些相等酷的物理学移植到了应用电子范畴，”波普说。“这种非晶态材料的壅塞不错匡助料理现时和未回电子居品的功率和动力挑战。”

https://news.stanford.edu/stories/2025/01/a-new-ultrathin-conductor-for-nanoelectronics

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