Ученые создали новый ультратонкий материал: чипы станут быстрее и энергоэффективнее

Группа исследователей из Пекинского университета, Университета Жэньминь и Института физики Китайской академии наук разработали метод изготовления полупроводникового материала толщиной всего 0,7 нм. Он поможет сделать чипы более эффективными, пишет South China Morning Post.

Ученые исследовали двумерные (2D) дихалькогениды переходных металлов (ДПМ) в качестве альтернативы кремнию. Их толщина достигла 0,7 нм, что гораздо меньше, чем толщина кремния — 5-10 нм. ДПМ также потребляют меньше энергии и обладают превосходными свойствами переноса электронов, что делает их идеальными для сверхтонких транзисторов электронных и фотонных чипов следующего поколения.

До сих пор производство ДМП было сложной задачей, но разработанная учеными технология позволяет быстро производить высококачественные 2D-кристаллы этого вещества, что делает возможным массовое производство.

Традиционный процесс изготовления включал послойную сборку атомов на подложке, однако это приводило к получению кристаллов недостаточной чистоты. Исследователи расположили первый слой атомов на подложке так, как это делалось раньше, но следующий слой они расположили между подложкой и первым кристаллическим слоем, продвигаясь вверх и образуя новые слои.

Новаторский метод "выращивания кристаллов на границе раздела" гарантирует, что структура каждого кристаллического слоя определяется подложкой, что предотвращает накопление дефектов и повышает структурную управляемость. Данный метод позволил достичь скорости формирования 50 слоев в минуту, при максимальном количестве 15 000 слоев.

Высококачественные 2D-кристаллы состояли из дисульфида молибдена, диселенида молибдена, дисульфида вольфрама, диселенида вольфрама, дисульфида ниобия, диселенида ниобия и сульфоселенида молибдена. По словам исследователей, эти материалы соответствуют международным стандартам для материалов для интегральных схем.

Эти 2D-кристаллы, используемые в качестве материалов для транзисторов в интегральных схемах, позволят на чипе размером с ноготь значительно увеличить плотность транзисторов, что повысит вычислительную мощность.