在芯片技术持续向更小尺寸迈进的今天，晶体管的尺寸不断逼近物理极限，对栅介质材料的性能提出了更高要求。中国科学院上海微系统与信息技术研究所的研究团队，在狄增峰研究员的带领下，成功开发出了一种新型单晶氧化铝栅介质材料——“人造蓝宝石”，为二维集成电路的发展注入了新活力。
传统氧化铝材料在极薄的层面上往往因为无序结构而面临绝缘性能下降的挑战。相比之下，人造蓝宝石以其独特的单晶结构，展现了显著的优势。这种结构不仅提升了电子迁移率，还大幅降低了电流泄漏率，确保了电子在传输过程中的高度稳定性。尤为重要的是，即便在仅1纳米的超薄厚度下，人造蓝宝石依然能够有效阻止电流泄漏，这对于提升芯片能效具有重大意义。
目前，该材料已被成功应用于半导体芯片制程中，并与二维材料相结合，制备出了低功耗的芯片器件。这一创新成果不仅展示了我国在高端芯片材料研发领域的实力，也为智能手机、人工智能、物联网、5G通信等多个领域的技术进步提供了有力支撑。
随着人造蓝宝石材料在芯片领域的广泛应用，预计将在提升设备能效、延长电池续航等方面发挥重要作用，进一步推动相关产业的可持续发展。未来，随着技术的不断成熟和优化，人造蓝宝石有望成为芯片制造中不可或缺的关键材料，引领微电子产业迈向新的高度。
