Прорыв в сфере чипов: Китай создал полупроводник, который превосходит кремний

Селенид индия называют "золотым полупроводником" из-за идеального сочетания таких свойств, как высокая подвижность электронов, ширина запрещенной зоны и сверхтонкий профиль. Однако его производство в больших масштабах до сих пор считалось недостижимым, говорится в пресс-релизе Пекинского университета.

Как объясняют исследователи, транзисторы на основе InSe превосходят кремниевые по нескольким показателям, демонстрируя подвижность электронов до 287 см²/В-с и сверхнизкие подпороговые колебания при комнатной температуре.

Масштабирование полупроводник на основе InSe до размера пластины стало настоящим прорывом, ведь этот материал достаточно сложный в работе. Основные трудности заключаются в экстремальной разнице в давлении пара между индием и селеном, а также в склонности к образованию нескольких стабильных фаз.

Чтобы преодолеть это ограничение, вены разработали метод преобразования "твердое тело-жидкость-твердое тело". Они начали с напыления тонкой пленки аморфного InSe на сапфировые подложки. Затем пластину покрыли индием с низкой температурой плавления и запечатали в кварцевой полости.

Нагрев до температуры около 550 °C запустил тщательно контролируемую реакцию, что позволило индию создать локализованную, богатую индием среду, которая способствовала равномерной кристаллизации на границе раздела.

Это привело к получению первой 2-дюймовой пластины InSe с исключительной однородностью толщины, фазовой чистотой и кристаллической структурой. Используя эти пластины, команда создала высокопроизводительные транзисторные массивы, которые не просто работали, но и превосходили ожидания.

"Этот прорыв открывает новый путь для разработки высокопроизводительных, низкоэнергетических чипов следующего поколения, которые, как ожидается, будут широко применяться в передовых отраслях, таких как искусственный интеллект, автономное управление и интеллектуальные терминалы в будущем", — отметили в Пекинском университете.