Чипи майбутнього робитимуть із 2D-матеріалів із ультратонкими транзисторами: що це дасть

Учені з Університету Хунань і Уханського університету (Китай) розробили нову технологію виготовлення ультратонких транзисторів із 2D-матеріалів, що може призвести до створення більш тонких і масштабованих електронних пристроїв із підвищеною продуктивністю й функціональністю, пише interesting engineering.

Спосіб виготовлення моношарових транзисторів із двовимірних (2D) напівпровідникових матеріалів передбачає використання чорного фосфору й арсеніду германію. Ці матеріали дуже тонкі, гнучкі, що робить їх ідеальними для створення переносних і мініатюрних електронних пристроїв. Однак ці 2D-матеріали дуже крихкі та вимагають міцного електричного контакту. Більшість наявних одношарових транзисторів ґрунтуються на декількох двовимірних матеріалах зі стабільною структурою решітки, таких як графен, диселенід вольфраму або дисульфід молібдену.

Дослідники розробили техніку зняття верхнього шару багатошарового 2D-каналу, використовуючи метал як ламінатор. Так вони змогли зменшити товщину каналу до одного шару, зберігаючи ділянку контакту досить товстою, щоб забезпечити хороші електричні характеристики одношаровим транзисторам із рельєфними тривимірними контактами. У роботі вони застосували й інші двовимірні матеріали, на кшталт селеніду індію та селеніду галію. Вони також виготовили структури, що складаються з різних шарів одного й того ж двовимірного матеріалу.

Після того, як було виміряно електричні властивості одношарових транзисторів, їх порівняли з властивостями багатошарових. Виявилося, що рухливість носіїв із чорного фосфору значно зменшилася, коли товщина каналу була зменшена до одного шару, що вказує на те, що цей матеріал поводиться як звичайний об'ємний напівпровідник, а не як чистий двовимірний напівпровідник. Рухливість носіїв із арсеніду германію залишалася високою навіть на межі моношару, що дає змогу припустити, що цей матеріал придатніший для одношарових транзисторів.

У майбутньому цей метод поступового очищення шарів може відкрити нові горизонти для створення більш тонких і масштабованих транзисторів із використанням незвичайних 2D-напівпровідників, які сьогодні не беруть до уваги.

"Ця робота демонструє можливість виготовлення одношарових транзисторів із різних 2D-матеріалів із використанням простої та масштабованої технології очищення Ван-дер-Ваальса. Це також дає уявлення про внутрішні електричні властивості різних 2D-матеріалів на межі моношару", — резюмували вчені.

Раніше ми повідомляли про те, що інша версія кремнію допоможе зробити роботу чипів ще ефективнішою. Кремній для транзисторів доведеться нарізати під іншим кутом, щоб підвищити ефективність 2-нм процесорів.