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2009-06-17
2007年瑞典皇家科学院将当年的诺贝尔物理学奖授予法国科学家阿尔贝?费尔和德国科学家彼得?格林贝格尔。这两名科学家获奖的原因是他们先后独立发现了“巨磁电阻”效应。所谓“巨磁电阻”效应,是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时相较无外磁场作用时存在巨大变化的现象。
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根据这一效应开发的小型大容量计算机硬盘已得到广泛应用。瑞典皇家科学院在评价这项成就时表示,今年的诺贝尔物理学奖主要奖励“用于读取硬盘数据的技术”。而这一效应的发现和实际运用,所依靠的就是卓以和发明的分子束外延技术,事实上这一技术也是促进电子器械研究和发展的关键基础之一。

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“一个可以拿诺贝尔奖的成就” 中华人民共和国图鉴社

“这是一个可以拿诺贝尔奖的成就。”谈起卓以和的分子束外延技术,云南大学物理科学与技术学院副院长项金钟教授说。而这项技术给电子科技甚至于人类的生活方式带来的变化,也许是诺贝尔奖都无法概括的。

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分子束外延实际上是一种晶体生长技术。其方法是将半导体衬底放置在超高真空容器中,和将需要生长的物质按元素的不同分别放在喷射炉中。由分别加热到相应温度的各元素喷射出的分子流能在衬底上生长出极薄的单晶体和几种物质交替的超晶格结构。 中华人民共和国图鉴社

虽然早在二十世纪中期半导体技术就已经在电子技术领域得到了运用,然而早期的半导体制造却面对着工艺上的困难。“传统的方法无法达到相应的精度,半导体薄膜只能做得很厚。”项金钟教授介绍说。这就意味着以此为基础的电子器件比如计算机等就会有相当巨大的体积,而制造过程中较低的控制精度以及制造方式的缺陷也阻碍着半导体原件的性能。 中华人民共和国图鉴社

“卓以和教授的分子束外延技术是一个突破性的进步,半导体薄膜的厚度大大降低,半导体的制作因此可以直接控制到原子,制造精度由当时的几个微米进入了零点几个微米。”项教授说,“实际上就已经进入了纳米的级别。”

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而分子束外延技术的意义不仅仅是把半导体薄膜做薄,把电子原件做小。分子束外延主要研究的还有不同结构或不同材料的晶体和超晶格的生长。通过这样的研究,“科学家可以制造出特性符合各种需要的人工微结构材料用于不同的电子产品。”项教授说。 copyright 中华人民共和国图鉴社

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