美國北卡羅來納州立大學21日發布新聞公報稱，該校研究人員與美國陸軍研究辦公室合作開發出一種新方法，可將多鐵性材料等新型功能材料集成至計算機芯片上。這一方法將有助于未來制造出更輕巧、智能的電子設備和系統。

　　一些新型功能材料，如具有鐵電和鐵磁性質的多鐵性材料、表面有導電性能的拓撲絕緣體及新型鐵電材料等，在傳感器、非易失性存儲器及微機電領域有很好的應用前景。但這些材料目前面臨的一個難題是，至今它們都不能被集成到硅芯片上。

　　此次，美國研究人員開發出一種被稱為“薄膜外延法”的新方法。他們設計了兩種可與硅兼容的板層——氮化鈦板層和釔穩定氧化鋯板層，作為連接新功能材料與不同電子產品硅芯片的底層基質（平臺），然后利用其開發的一套緩沖薄膜，將功能材料與硅芯片集成在一起。這些薄膜一面與新型功能材料的晶體結構結合，另一面與底層基質結合，從而起到有效的連接作用。研究人員稱，集成的功能材料不同，所使用的薄膜組合也不同。比如，集成多鐵性材料會使用氮化鈦、氧化鎂、氧化鍶和鑭鍶錳氧化物這4種類型的薄膜組合；而集成拓撲絕緣體則僅會使用氧化鎂和氮化鈦兩種薄膜。

　　研究人員表示，將新型功能材料與硅芯片集成，會使很多過去認為不可能的事成為可能。如僅用一個緊湊的芯片即可完成數據探測、采集、處理任務，這有助于設計出更高效、輕巧的設備。此外，有了這一方法，還可克服目前發光二極管（LED）所用藍寶石襯底無法與計算機設備兼容的難題，在芯片上創建LED，設計出“智能燈”。

　　新聞公報中稱，研究人員已為此項集成技術申請了專利。相關研究成果刊發在《應用物理評論》期刊上。

　　硅芯片制造工藝正逼近物理極限，為滿足摩爾定律增長要求，要么尋找全新材料替代硅——石墨烯、二硫化鉬或者單原子層鍺，要么創新方法來拓展硅芯片的能力——將更符合要求的新材料高效集成在硅襯底上。相較而言，完全替代原有技術路線，不僅需要大量資金投入，產業充分競爭和協作也必不可少；在成熟技術上深部挖潛，成本雖然低很多，卻難以帶來翻天覆地的全新業態。好在科技進步不同于政治更迭，革命派和改良派都值得充分尊重。