作为组成芯片的基本元件，晶体管的尺寸随着芯片缩小不断接近物理极限，其中发挥着绝缘作用的栅介质材料十分关键。中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员狄增峰团队开发出面向二维集成电路的单晶氧化铝栅介质材料——人造蓝宝石。

据悉，传统的氧化铝材料通常呈现无序结构，这种无序会导致其在极薄层面上的绝缘性能大幅下降。

而蓝宝石的单晶结构则为其带来了更高的电子迁移率和更低的电流泄漏率。

这种材料在微观层面上的有序排列，确保了电子在传输过程中的稳定性，使得即使在仅有1纳米的厚度下，依然能够有效阻止电流的泄漏，从而显著提高了芯片的能效。

据介绍，该材料已成功应用于半导体芯片制程中，结合二维材料，可制备出低功耗芯片器件。

该研究对于智能手机的电池续航、人工智能、物联网、5G等方面均有重要意义。