Нові поради для схуднення для комп’ютерних чіпів
Примітка щодо використання графічних матеріалів: Використання графічних матеріалів для прес-релізу дозволяється безкоштовно за умови зазначення джерела. Зображення можна використовувати лише у зв'язку із змістом цього прес-релізу. Якщо вам потрібне зображення у більш високій роздільній здатності або якщо у вас виникли запитання щодо подальшого використання, будь ласка, зв’яжіться з прес-службою, яка його опублікувала безпосередньо.
Протягом тривалого часу в електроніці нехтували чимось важливим: якщо ви хочете робити електронні компоненти все меншими і меншими, вам також потрібні відповідні ізоляційні матеріали.
Все менші та компактніші - саме в цьому напрямку розвиваються комп'ютерні чіпи, керуючись промисловістю. Тому так звані 2D-матеріали вважаються великою надією: вони настільки тонкі, наскільки може бути матеріал, в крайньому випадку вони складаються лише з одного шару атомів. Це дозволяє виробляти нові типи електронних компонентів із мінімальними розмірами, високою швидкістю та оптимальною ефективністю.
Однак із цим існує проблема: електронні компоненти завжди складаються з більш ніж одного матеріалу. Двовимірні матеріали корисні лише в тому випадку, якщо їх можна поєднувати з відповідними системами матеріалів - наприклад, зі спеціальними ізолюючими кристалами. Якщо ви не думаєте про це, то перевага, яку повинні пропонувати 2D-матеріали, заперечується. Зараз команда з електротехнічного факультету Віденського технологічного університету представляє ці висновки в журналі "Nature Communications".
Кінець рядка в атомному масштабі
"Сьогодні в напівпровідниковій промисловості використовуються кремній та оксид кремнію", - говорить професор Тібор Грассер з Інституту мікроелектроніки ТУ у Відні. «Це матеріали з дуже хорошими електронними властивостями. Тривалий час все тонші шари цих матеріалів використовувались для мініатюризації електронних компонентів. Це тривало добре протягом тривалого часу, але в якийсь момент ви стикаєтесь із природним обмеженням ".
Якщо шар кремнію товстий лише в кілька нанометрів, тобто складається лише з декількох атомних шарів, тоді електронні властивості матеріалу дуже погіршуються. "Поверхня матеріалу поводиться інакше, ніж всередині матеріалу - і якщо весь предмет складається практично лише з поверхонь і вже не має внутрішньої частини, він може мати абсолютно інші властивості матеріалу, ніж ви знаєте з більш товстих шарів".
Тому вам доведеться перейти на інші матеріали, якщо ви хочете виготовити надтонкі електронні компоненти. І тут вступають у дію так звані 2D-матеріали: вони поєднують в собі відмінні електронні властивості з мінімальною товщиною.
Тонким шарам потрібні тонкі ізолятори
"Як виявляється, ці 2D матеріали - це лише перша половина історії", - говорить Тібор Грассер. «Матеріали повинні бути прикріплені до відповідної поверхні, і вам також потрібен шар ізолятора зверху - і якщо цей ізолятор також не надзвичайно тонкий і надзвичайно доброї якості, то ви не отримали нічого з 2D матеріалів. Це все одно, що їздити на Ferrari по брудній землі і дивуватися, чому ви не встановлюєте рекорд швидкості ".
Тому команда Віденського технологічного університету під керівництвом Тібора borрассера та Юрія Ілларіонова проаналізувала найкращий спосіб вирішення цієї проблеми. "Діоксид кремнію, який зазвичай використовується як ізолятор у промисловості, в цьому випадку не підходить", - говорить Тібор Грассер. "Він має дуже впорядковану поверхню і безліч вільних, ненасичених зв’язків, які порушують електронні властивості 2D-матеріалу".
Краще шукати структуру, яка є якомога впорядкованішою: команда вже досягла чудових результатів завдяки спеціальним кристалам, що містять атоми фтору. Прототип транзистора з ізолятором фтористого кальцію вже надав переконливі дані; інші матеріали все ще аналізуються.
«Нові 2D-матеріали постійно відкриваються. Це приємно, але своїми результатами ми хочемо показати, що цього недостатньо », - говорить Тібор Грассер. «Ці нові електропровідні 2D-матеріали також повинні поєднуватися з новими типами ізоляторів. Тільки тоді ми зможемо насправді виготовити нове покоління ефективних та високоефективних електронних компонентів у мініатюрному форматі ".