Noi sfaturi de slăbire pentru cipurile de computer
Notă privind utilizarea materialului ilustrat: Utilizarea materialului ilustrativ pentru comunicatul de presă este permisă gratuit, cu condiția ca sursa să fie denumită. Imaginile pot fi utilizate numai în legătură cu conținutul acestui comunicat de presă. Dacă aveți nevoie de imagine la o rezoluție mai mare sau dacă aveți întrebări despre utilizarea ulterioară, vă rugăm să contactați biroul de presă care a publicat-o direct.
De mult timp, ceva important a fost neglijat în electronică: dacă doriți să faceți componentele electronice din ce în ce mai mici, aveți nevoie și de materialele izolatoare potrivite.
Din ce în ce mai mici și din ce în ce mai compacte - aceasta este direcția în care se dezvoltă cipurile de computer, conduse de industrie. Prin urmare, așa-numitele materiale 2D sunt considerate a fi o mare speranță: sunt la fel de subțiri pe cât poate fi un material, în cazuri extreme constând doar dintr-un singur strat de atomi. Acest lucru permite producerea de noi tipuri de componente electronice, cu dimensiuni reduse, viteză mare și eficiență optimă.
Cu toate acestea, există o problemă cu acest lucru: componentele electronice constau întotdeauna din mai multe materiale. Materialele 2D pot fi utilizate în mod semnificativ numai dacă pot fi combinate cu sisteme de materiale adecvate - de exemplu cu cristale izolatoare speciale. Dacă nu vă gândiți la asta, beneficiul pe care ar trebui să îl ofere materialele 2D este negat. O echipă de la Facultatea de Inginerie Electrică de la Universitatea de Tehnologie din Viena a prezentat acum aceste descoperiri în revista „Nature Communications”.
Sfârșitul liniei pe o scară atomică
„Astăzi industria semiconductoarelor folosește siliciu și oxid de siliciu”, spune prof. Tibor Grasser de la Institutul de Microelectronică de la Universitatea de Tehnologie din Viena. „Acestea sunt materiale cu proprietăți electronice foarte bune. Pentru o lungă perioadă de timp, straturile din ce în ce mai subțiri ale acestor materiale au fost folosite pentru miniaturizarea componentelor electronice. Acest lucru a mers bine mult timp - dar la un moment dat vă confruntați cu o limită naturală ".
Dacă stratul de siliciu este subțire de doar câțiva nanometri, adică constă doar din câteva straturi atomice, atunci proprietățile electronice ale materialului se deteriorează foarte semnificativ. „Suprafața unui material se comportă diferit față de interiorul materialului - și dacă întregul obiect constă practic doar din suprafețe și nu mai are interior, acesta poate avea proprietăți materiale complet diferite decât știți din straturile mai groase.”
Prin urmare, trebuie să treceți la alte materiale dacă doriți să fabricați componente electronice ultra-subțiri. Și aici intră în joc așa-numitele materiale 2D: combină proprietăți electronice excelente cu grosime minimă.
Straturile subțiri au nevoie de izolatori subțiri
„După cum se dovedește, aceste materiale 2D sunt doar prima jumătate a poveștii”, spune Tibor Grasser. „Materialele trebuie să fie atașate la suprafața corespunzătoare și aveți nevoie și de un strat izolator deasupra - și dacă acest izolator nu este, de asemenea, extrem de subțire și de o calitate extrem de bună, atunci nu ați câștigat nimic din materialele 2D. Este ca și cum ai conduce un Ferrari pe teren noroios și te-ai întreba de ce nu stabilești un record de viteză ".
O echipă de la Universitatea de Tehnologie din Viena condusă de Tibor Grasser și Yury Illarionov a analizat, prin urmare, cel mai bun mod de a rezolva această problemă. "Dioxidul de siliciu, care este utilizat în mod normal ca izolator în industrie, nu este potrivit în acest caz", spune Tibor Grasser. "Are o suprafață foarte dezordonată și multe legături libere, nesaturate, care perturbă proprietățile electronice din materialul 2D".
Este mai bine să căutați o structură cât mai ordonată posibil: Echipa a obținut deja rezultate excelente cu cristale speciale care conțin atomi de fluor. Un prototip de tranzistor cu un izolator de fluorură de calciu a furnizat deja date convingătoare; alte materiale sunt încă în curs de analiză.
„Noi materiale 2D sunt descoperite tot timpul. Este frumos, dar cu rezultatele noastre vrem să arătăm că numai asta nu este suficient ”, spune Tibor Grasser. „Aceste noi materiale 2D conductive electric trebuie, de asemenea, să fie combinate cu noi tipuri de izolatori. Abia atunci putem reuși să producem o nouă generație de componente electronice eficiente și performante în format miniatural. "