Жидкие металлы приходят на помощь полупроводникам

Закон Мура является эмпирическим заключением, утверждающим, что количество транзисторов удваивается каждые несколько лет в интегральных схемах (ИС). Однако закон Мура начал давать сбои, так как транзисторы сейчас настолько малы, что современные технологии на основе кремния не могут предложить дальнейших возможностей для их сокращения.

Одной из возможностей преодоления закона Мура является использование двухмерных полупроводников. Эти двумерные материалы настолько тонкие, что могут позволить распространение свободных носителей, а именно электронов и дыр в транзисторах, несущих информацию, в ультратонкой плоскости. Такое ограничение носителей заряда потенциально может позволить очень легко переключать полупроводник. Это также позволяет направить пути движения носителей заряда без рассеяния, что приводит к бесконечно малому сопротивлению транзисторов.

Транзисторы, которые не теряют энергию

Это означает, что в теории двухмерные материалы могут привести к появлению транзисторов, которые не теряют энергию при включении/выключении. Теоретически, они могут очень быстро переключаться и также переключаться на абсолютное нулевое сопротивление во время своего нерабочего состояния. Звучит идеально, но жизнь не идеальна! В реальности существует еще много технологических барьеров, которые необходимо преодолеть, чтобы создать такие идеальные ультратонкие полупроводники. Один из барьеров с современными технологиями заключается в том, что осажденные ультратонкие пленки заполнены границами зерен, так что носители заряда отскакивают от них, и, следовательно, увеличиваются потери сопротивления.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Одним из наиболее интересных ультратонких полупроводников является дисульфид молибдена (MoS2), который в течение последних двух десятилетий исследуется на предмет его электронных свойств. Однако было доказано, что получение очень крупномасштабного двумерного MoS2 без каких-либо границ зерен является реальной проблемой. Используя любые современные технологии крупномасштабного осаждения, беззернистый MoS2, который необходим для создания ИС, еще не достиг приемлемого уровня зрелости. Тем не менее, в настоящее время исследователи из Школы химической инженерии Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) разработали метод устранения таких границ зерен, основанный на новом подходе к осаждению.

"Эта уникальная возможность была достигнута с помощью металла галлия в его жидком состоянии. Галлий - удивительный металл с низкой температурой плавления всего 29,8 С. Это означает, что при нормальной офисной температуре он тверд, а при размещении на ладони превращается в жидкость. Это расплавленный металл, поэтому его поверхность атомически гладкая. Это также обычный металл, что означает, что его поверхность обеспечивает большое количество свободных электронов для облегчения химических реакций", - сказала Ифан Ванг, первый автор статьи.

"Приведя источники молибдена и серы к поверхности жидкого металла галлия, мы смогли реализовать химические реакции, которые образуют связи серы и молибдена, чтобы создать желаемый MoS2". Образовавшийся двумерный материал формируется по шаблону на атомически гладкой поверхности галлия, поэтому он естественным образом зарождается, а граница между зернами свободна. Это означает, что при втором этапе отжига нам удалось получить очень большую площадь MoS2 без границ зерен. Это очень важный шаг для масштабирования этого увлекательного ультрагладкого полупроводника".

В настоящее время исследователи UNSW планируют расширить свои методы для создания других двухмерных полупроводников и диэлектрических материалов с целью создания ряда материалов, которые могут быть использованы в качестве различных частей транзисторов. опубликовано econet.ru по материалам phys.org

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet