Вчені створили новий ультратонкий матеріал: чипи стануть швидшими та енергоефективнішими

Двовимірні кристали дадуть змогу на чипі розміром з ніготь значно збільшити щільність транзисторів, що в рази підвищить його обчислювальну потужність.

Група дослідників з Пекінського університету, Університету Женьмінь та Інституту фізики Китайської академії наук розробили метод виготовлення напівпровідникового матеріалу товщиною всього 0,7 нм. Він допоможе зробити чипи більш ефективними, пише South China Morning Post.

Вчені досліджували двовимірні (2D) дихалькогеніди перехідних металів (ДПМ) як альтернативу кремнію. Їх товщина досягла 0,7 нм, що набагато менше, ніж товщина кремнію — 5-10 нм. ДПМ також споживають менше енергії і мають чудові властивості перенесення електронів, що робить їх ідеальними для надтонких транзисторів електронних і фотонних чипів наступного покоління.

Досі виробництво ДМП було складним завданням, але розроблена вченими технологія дає змогу швидко виробляти високоякісні 2D-кристали цієї речовини, що робить можливим масове виробництво.

Традиційний процес виготовлення включав пошарове збирання атомів на підкладці, однак це призводило до отримання кристалів недостатньої чистоти. Дослідники розташували перший шар атомів на підкладці так, як це робили раніше, але наступний шар вони розташували між підкладкою і першим кристалічним шаром, просуваючись угору й утворюючи нові шари.

Новаторський метод "вирощування кристалів на межі розділу" гарантує, що структура кожного кристалічного шару визначається підкладкою, що запобігає накопиченню дефектів і підвищує структурну керованість. Цей метод дав змогу досягти швидкості формування 50 шарів за хвилину, за максимальної кількості 15 000 шарів.

Високоякісні 2D-кристали складалися з дисульфіду молібдену, диселеніду молібдену, дисульфіду вольфраму, диселеніду вольфраму, дисульфіду ніобію, диселеніду ніобію та сульфоселеніду молібдену. За словами дослідників, ці матеріали відповідають міжнародним стандартам для матеріалів для інтегральних схем.

Ці 2D-кристали, які використовують як матеріали для транзисторів в інтегральних схемах, дадуть змогу на чипі розміром з ніготь значно збільшити щільність транзисторів, що підвищить обчислювальну потужність.