中國粉體網訊  1892年，人們便發現了斜方晶鋯石形式的單斜晶型氧化鋯，但由于其性質了解甚少，氧化鋯很長一段時間都沒有進入應用領域。直到上世紀二十年代，人們才發現氧化鋯材料具有出色的高溫穩定性，并將其應用于耐火材料領域。

隨著對氧化鋯的認識不斷深入，應用性能開發不斷拓展，其應用領域變得越來越廣泛，如氧化鋯材料具有許多優良的性能，氧化鋯已經逐漸發展為一種多用途的高性能新材料。例如憑借高硬度、高熔點、高介電常數等物理性能以及出色的化學和熱穩定性，因此被廣泛應用于結構陶瓷、功能陶瓷、核技術以及生物醫學等領域，形成如切削及拋光工具、氧傳感器、固體氧化物燃料電池、高溫加熱元件、義齒等諸多新材料。

氧化鋯的功能這么多，但你是否會想到氧化鋯會和計算機聯系在一起？

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我們都知道，隨著集成技術的不斷突破，計算機可能會變得越來越小、功能越來越強，但它們仍需要大量的能源來運行。于當地時間4月6日在線發表在《自然》上的一項研究中，加州大學伯克利分校的工程師們描述了在晶體管--構成計算機構件的微小電子開關--的設計中的一項重大突破，它可以在不犧牲速度、尺寸或性能的情況下大大降低其能源消耗。該元件被稱為閘極氧化層，其在晶體管的開關中起著關鍵作用。

據悉，這種效率的提高是通過一種叫做負電容的效應實現的，它有助于減少在材料中儲存電荷所需的電壓。負電容可以通過減少實現特定電荷所需的電壓量來提高柵極氧化物的性能。但這種效果不能在任何材料中實現。創造負電容需要仔細操縱一種叫做鐵電性的材料特性，當一種材料表現出自發的電場時就會出現這種情況。以前，這種效果只在被稱為過氧化物的鐵電材料中實現，而過氧化物的晶體結構跟硅不兼容。

關鍵在于，在這項研究中，研究小組通過將氧化鉿和氧化鋯結合在一個被稱為超晶格的工程晶體結構中也可以實現負電容，并且還能讓鐵電性和反鐵電性同時存在。

為了測試氧化鋯超晶格結構的性能表現，該團隊制作了短通道晶體管并測試了它們的能力。跟現有的晶體管相比，這些晶體管需要的電壓將減少約30%，以此同時還能保持半導體行業的基準且不損失可靠性。

參考來源：cnBeta、集微網

（中國粉體網編輯整理/山川）

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