Величезний стрибок у технологіях: у Японії навчилися робити нову електроніку без кремнію

Результати дослідження було представлено на Симпозіумі з технологій і схем СБІС 2025 року. Про це стало відомо порталу Intreresting Engineering.

Транзистор — це елемент електронної техніки, необхідний для керування електричним струмом. Такі деталі цього використовуються в усіх пристроях: від смартфонів до розумних будинків.

Традиційно транзистори виготовляють із кремнію. Вони зробили революцію в електроніці, саме завдяки їм комп'ютери, які колись заповнювали кімнату, сьогодні поміщаються на долоні. Однак зараз дуже складно використовувати їх при створенні більш досконалих пристроїв меншого розміру через фізичні обмеження. Саме тому фізики шукають нові альтернативи.

Японські вчені шукали способи подальшого поліпшення конструкції і вирішили відмовитися від кремнію. Команда створила на заміну новий матеріал з оксиду індію, легованого галієм, який підтримує рух електронів.

Прибравши кремній зі своєї конструкції, дослідники також прибрали його обмеження. Відомо, що оксид індію несе дефекти кисневих вакансій, які призводять до дефектів у пристрої та знижують його стабільність. Легування галієм усуває ці кисневі вакансії і може підвищити надійність транзисторів.

Команда використовувала атомно-шарове осадження, щоб покрити область каналу тонкою плівкою оксиду індію, легованого галієм (InGaOx), один шар за раз. Після завершення осадження плівку нагрівали для формування кристалічної структури, яка підтримує рухливість електронів.

"Пристрій демонструє багатообіцяючу надійність, стабільно працюючи при прикладеному навантаженні протягом майже трьох годин", — підкреслили автори дослідження.

Дослідники повідомили, що їхній польовий транзистор на основі оксиду металу (MOSFET) перевершив транзистори, розроблені раніше. Це прокладає шлях до розробки надійних електронних компонентів високої щільності. Вони, ймовірно, знайдуть застосування у футуристичних галузях, таких як штучний інтелект або обробка великих даних. З меншими транзисторами, ймовірно, вдасться створити техніку менших розмірів.

У травні китайські вчені похвалилися, що створили найшвидший у світі транзистор без кремнію. За їхніми словами, компонент із вісмуту дасть змогу перевершити найкращі процесори Intel і TSMC, споживаючи при цьому менше енергії.