Un strat izolator gros de doar 0,42 nanometri ar putea împinge cipurile dincolo de limitele siliciului
Siliciul se apropie de limita fizică sub care nu mai poate fi micșorat fără să piardă performanță. Un strat izolator de sub jumătate de nanometru, aplicat pe un material nou, extrem de subțire, arată o cale reală mai departe.
O echipă de la National Yang Ming Chiao Tung University (NYCU), din Taiwan, în colaborare cu centrul de cercetare corporativă al TSMC, a rezolvat una dintre problemele care blochează generația următoare de cipuri: cum ții sub control curentul electric într-un tranzistor extrem de subțire, fără să pierzi din eficiență. Rezultatul, condus de profesorii Wen-Hao Chang și Tsung-En Lee, a fost publicat în Nature Electronics.
Tranzistoarele viitorului nu mai sunt făcute din siliciu gros, ci din materiale semiconductoare de grosimea unui singur strat de atomi, precum disulfura de molibden (MoS2). Problema e că, la interfața dintre acest material și stratul izolator care îl acoperă, electronii se împrăștie și pierd din controlul electric necesar unui tranzistor bun.
Echipa a rezolvat asta printr-un strat tampon de oxid de aluminiu, gros de doar 0,42 nanometri, adică mai puțin decât diametrul câtorva atomi puși unul lângă altul. Acest strat protejează fluxul de electroni și, în același timp, permite un strat izolator general echivalent cu doar un nanometru grosime, extrem de subțire. Tranzistoarele rezultate, cu canale de 100 de nanometri, au atins o transconductanță maximă de 0,45 mS/μm, cu curent de scurgere redus și fluctuații minime de semnal, adică un control electric neobișnuit de bun pentru un material atât de subțire.
Ce urmează
Cercetarea, revizuită și publicată, s-a făcut pe dispozitive prototip de laborator, folosind MoS2 crescut prin depunere chimică din vapori, o metodă compatibilă în principiu cu producția industrială. Autorii spun clar că mai e nevoie de muncă pentru a optimiza procesul de fabricație înainte ca tehnologia să poată fi folosită la scară mare, pe linii de producție reale.
Miza e mare tocmai pentru că siliciul se apropie de limitele lui fizice. Dacă acest tip de interfață atomică poate fi produsă industrial, ar deschide o cale reală spre cipuri mai mici și mai eficiente, dincolo de ce mai poate oferi siliciul clasic.
Sursă: National Yang Ming Chiao Tung University, via ScienceDaily