Chińczycy przesuwają granice miniaturyzacji elektroniki

Kiedy w podręcznikach do fizyki autorzy każą wyobrażać sobie prąd jako przepływ płynu przez układ rur, tranzystor pełni funkcję zaworu. Zmiana sygnału na tranzystorze może wymusić (lub zablokować) przepływ prądu przez urządzenie. W oparciu o te elementy projektuje się bramki logiczne i układy scalone.

Postępy w miniaturyzacji umożliwiają wytwarzanie coraz mniejszych tranzystorów i gęstsze ich upakowanie w układach scalonych. Im gęstsze ich upakowanie, tym szybsza jest praca układu. Jednak ten wzrost zaczyna zwalniać, przede wszystkim dlatego, że zbliżamy się do fundamentalnych ograniczeń dyktowanych fizyką. Aby pokonać te ograniczenia, zespół naukowy z Chin na łamach „Nature” zaproponował nową architekturę.

Tranzystory wymagają połączonych ze sobą warstw przewodzącej i dielektrycznej (izolującej). Znane są różne sposoby wytworzenia dwuwymiarowej (warstwy o grubości jednego atomu, jak grafen) struktury przewodzącej. Dużo trudniej jest jednak uzyskać podobną strukturę dielektryczną, która stworzy dobrej jakości złącze z warstwą przewodzącą.

Chińczycy zastosowali złożoną metodę wytwarzania cienkiej warstwy półprzewodnika (warstwy epitaksjalnej), połączoną ze specjalnym typem utleniania, aby uzyskać strukturę tlenku glinu o grubości 1,25 nm. Warstwę nanieśli następnie na dwuwymiarową strukturę siarczku molibdenu.

To utlenianie, zwane interkalacyjnym, oznacza, że warstwa glinu została wytworzona na podłożu, a następnie odklejona od niego w środowisku o niskiej zawartości tlenu – nastąpiła wówczas spontaniczna adsorpcja cząsteczek tlenu i jedynie przypowierzchniowe utlenienie glinu. Pozwoliło to uzyskać wysokiej jakości tlenkową warstwę izolującą.

Pomiary wykazały bardzo dobre właściwości uzyskanego tranzystora. Jeden z najważniejszych parametrów (stosunek Ion/Ioff) osiągał wartości porównywalne z najlepszymi tranzystorami opartymi na siarczku molibdenu. Eksperymenty wykazały też bardzo dobrą powtarzalność wyników. Autorzy są więc dobrej myśli i piszą, że materiały 2D mogą być nowym kierunkiem dla rozwoju elektroniki.

Dziękujemy, że jesteś z nami. To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża najnowsze badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.