物理学组织网站2017年8月11日报道，硅材料价格低廉、产量丰富，二氧化硅一直以来都是最理想的半导体材料。然而，下一代高效、节能电子产品要求计算芯片厚度要达到小至几个原子厚的超薄水平，而硅材料无法满足这一要求。简单的说，二氧化硅不能用在下一代半导体上了！

近日，斯坦福大学的研究人员发现金属铪和锆的联硒化物二维材料HfSe2和ZrSe2具有可与硅材料相媲美甚至更优越的半导体特性，有望代替硅材料应用于未来半导体器件中。

该研究已在《科学进展》杂志发表。研究人员利用新材料制造出了能耗低于硅基电路、仅三个原子厚的功能电路。虽然目前仍处在实验室研究阶段，但却是向实现可满足未来电子器件需求的更薄、更节能芯片制造的关键一步。

研究人员基于对两种新材料半导体结构及特性的研究，成功制造出仅三个原子层厚度（不到0.7纳米）且能在空气中稳定工作的晶体管，尺寸比硅基晶体管缩小了10倍。经电学测试显示，基于两种新材料的晶体管具有良好的器件性能，开关电流比大于106，介电材料HfO2和ZrO2与HfSe2和ZrSe2的天然兼容性也使界面缺陷得到了有效控制，极大消除了因此而造成的不利影响。新材料的应用有望使未来电子产品电源的使用寿命得到大幅延长、实现更为复杂的功能。

研究人员指出，下一步还有很多工作要做。首先，必须改善晶体管与超薄电流间的电接触，这是所有新型半导体器件都必须要面对的挑战。基于新型材料的集成电路已缩小至原子尺度，加大了解决问题的难度。其次，研究人员还需要更好地控制绝缘层的氧化工艺，使绝缘层在保持稳定的前提下尽量变薄。最后，在实现前两步工作的前提下，研究人员将开始探索新材料与其他材料的集成技术，从而将研究规模扩展至晶圆、复杂电路和完整系统的层次。