应用于未来新兴科技的二维材料
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在Nature Communications期刊中报导，德国阿亨工业大学(RWTH Aachen University)的
研究人员概述了二维材料(2D Materials，2DM)最有潜力的应用领域，以及利用二维材料
来实现高科技产品制造仍有一些挑战需要克服。
延续摩尔定律(More Moore)和超越摩尔定律(More than Moore)，是用来描述半导体产业
中两个主要的研究方向。More Moore即表示著不断推进电晶体微缩尺寸，并在芯片的下一
个制造节点上集成更多、更小、更快的电晶体。More than Moore表示将数位和非数位功
能组合在同一芯片上，这一趋势也被称为“CMOS+X”，随着5G通讯、物联网和自动驾驶等
应用的到来，这一趋势将变得越来越重要。
二维材料对于上述这两个研究方向来说，都是一个非常有前途的平台。例如，其超薄特性
(单层约3- -5 Å)能使其成为未来技术节点中替代硅作为奈米片电晶体通道材的主要候选
者，这将实现尺寸不断地微缩。此外，基于二维材料的装置可与标准CMOS技术良好整合，
因此可扩展硅芯片的附加功能，例如硬用于神经形态运算(Neuromorphic computing)的感
测器、光子学(Photonics)、光子积体电路(Photonic integrated circuits)或忆阻装置
(memristive device)。
研究人员认为二维材料有可能成为未来集成电子学的“X因素(X-factor)”，预计将先进
入特定传感器的利基应用市场，因为其对制造技术的要求较低。二维材料未来将在光子积
体电路和神经形态运算应用中发挥重要作用，但目前在这些领域仍处于起步阶段，但初步
结果非常有希望。
事实上，目前已发现十几种二维材料，具有可编程的电阻切换，可用于模拟突触和神经元
行为装置（忆阻器）的基本特性。虽然仍有许多基本方面需要了解，但以二维材料制造出
的第一款忆阻器，已显示出其性能具有竞争性与各种理想的非运算功能，例如通讯系统的
不可复制性和射频切换。
研究也显示，二维材料未来将在量子技术领域发挥重要的作用，并在固态量子运算、量子
通讯和新型量子传感方面具有巨大潜力，并且在量子运算方面二维材料比硅材料等其它平
台早了8到12年，如二维材料在自旋量子位元方面将触手可及，虽然尚未得到证实。不过
，二维材料平台提供的灵活性可能会在中长期提供一些优势，并克服其他平台所遇到的一
些障碍。
研究人员除了借由论文发表之外，主要是想对该领域不太熟悉的人们强调二维材料的潜力
，同时说明二维材料为什么还没有能够成为集成芯片和电子产品的问题，目前仍存在需要
解决的基本挑战，但重要的是半导体产业了解二维材料研究社群所取得的进展，透过加强
合作并充分利用这些材料特性，将能够带来令人兴奋的创新科技应用。