Секогаш помали, сè покомпактни Специјални совети за слабеење компјутерски чипови; Полупроводник;
11 август 2020 година, 11:19 часот | WEKA Newsdesk, кв
Калциум флуорид е кристален изолатор со јасно дефинирана површина. Затоа е идеално погоден за производство на исклучително мали транзистори.
Долго време, нешто важно беше занемарено во електрониката: Доколку електронските компоненти стануваат сè помали, ви требаат соодветни изолациски материјали. Истражувачите од технолошкиот универзитет во Виена сега ги открија овие.
Компјутерските чипови мораат да стануваат сè помали. Затоа, таканаречените 2Д материјали се сметаат за голема надеж: Тие се тенки колку што може да биде материјалот, во екстремни случаи тие се состојат само од еден слој на атоми. Ова овозможува производство на нови видови електронски компоненти, со мали димензии, голема брзина и оптимална ефикасност.
Сепак, има проблем со ова: Електронските компоненти секогаш се состојат од повеќе од еден материјал. 2Д материјалите се корисни само ако можат да се комбинираат со соодветни системи на материјали - на пример, со специјални изолациски кристали. Ако не размислувате за тоа, тогаш придобивката што би требало да ја понудат 2D материјали е негирана. Тим од Електротехничкиот факултет при Технолошкиот универзитет во Виена ги презентираше овие откритија во публикација во списанието „Природни комуникации“.
Крај на линијата на атомска скала
„Индустријата за полупроводници денес користи силициум и силициум оксид“, вели проф. Тибор Грасер од Институтот за микроелектроника на ТУ Виена. „Ова се материјали со многу добри електронски својства. Долго време, сè потенок слој од овие материјали се користеше за минијатуризација на електронските компоненти. Тоа одеше добро долго време - но во одреден момент се соочувате со природна граница “.
Ако слојот од силикон е тенок само неколку нанометри, т.е. се состои само од неколку атомски слоеви, тогаш електронските својства на материјалот се влошуваат многу значително. „Површината на материјалот се однесува поинаку од внатрешноста на материјалот - и ако целиот предмет се состои практично само од површини и повеќе нема внатрешност, тој може да има сосема различни материјални својства отколку што знаеме од подебелите слоеви.
Затоа, мора да се префрлите на други материјали ако сакате да произведувате ултра тенки електронски компоненти. И тука влегуваат во игра таканаречените 2Д материјали: Тие комбинираат одлични електронски својства со минимална дебелина.
Тенки слоеви имаат потреба од тенки изолатори
Но, овие материјали треба да бидат прицврстени на соодветната потповршина, и исто така ви треба изолационен слој одозгора - и ако овој изолатор не е исто така исклучително тенок и со исклучително добар квалитет, тогаш не сте добиле ништо од 2D материјалите. „Тоа е исто како да возите Ферари на каллив терен и да се прашувате зошто не сте поставиле рекорд на брзина“, објаснува Тибор Грасер.
Тим на Виенскиот универзитет за технологија предводен од Тибор Грасер и Јуриј Иларионов, анализира како овој проблем може најдобро да се реши. Силициум диоксидот, кој вообичаено се користи како изолатор во индустријата, не е соодветен во овој случај, откриле истражувачите. Тоа е затоа што има многу нарушена површина и многу слободни, незаситени врски што ги нарушуваат електронските својства во 2D материјалот.
Подобро е да се побара структура што е понарачана што е можно повеќе: тимот веќе постигна многу добри резултати со специјални кристали кои содржат атоми на флуор. Прототип на транзистор со изолатор на калциум флуорид веќе обезбеди убедливи податоци, а другите материјали сè уште се анализираат.
Во моментов цело време се откриваат нови 2Д материјали. „Тоа е убаво, но со нашите резултати сакаме да покажеме дека само тоа не е доволно“, вели Тибор Грасер. Овие нови електрично спроводливи 2Д материјали исто така треба да се комбинираат со нови типови на изолатори. Само тогаш би можело да биде можно да се произведе нова генерација на ефикасни и високи перформанси електронски компоненти во минијатурен формат.