Молибденит - основа будущих микросхем и альтернатива графену
Исследователи Швейцарского федерального технологического института в Лозанне нашли материал, который сможет стать альтернативой популярному сейчас графену – молибденит (MoS2). На его основе можно будет создавать электронные компоненты значительно меньшего размера, работающие на более высоких частотах электрического сигнала.
Производительность сегодняшних микросхем уже не может быть улучшена за счет уменьшения размеров кремниевых компонентов. Это связано с тем, что уменьшение компонентов, выполненных по кремниевым технологиям ниже 22 нм вызывает ряд проблем – окисление (вызывает снижение производительности) и значительные потери энергии или нецелесообразно высокое ее потребление. Поэтому ученые все время ищут альтернативу кремнию.
Популярный сейчас графен, намного превосходящий по электрическим параметрам кремний, также имеет ряд недостатков. Дело в том, что цифровая электроника предполагает наличие двух активных состояний (уровней) электрического сигнала: «0» и «1». Переключение из одного состояния в другое требует наличие в используемом материале так называемой запрещенной зоны. В случае с графеном создать запрещенную зону достаточно сложно. Нужно охлаждать его до низких температур, делать материал многослойным или слишком тонким. Молибденит лишен такого недостатка – ширина его запрещенной зоны достаточна для адекватного определения двух противоположных уровней электрического сигнала.
Швейцарские исследователи под руководством Андраша Киша в ходе экспериментов обнаружили, что молибденит (MoS2) может стать вполне реальной альтернативой графену. Они взяли листы материала толщиной в 0,65 нм, сделанные из кристаллов естественного (природного) молибденита. Из этих листов на кремниевой подложке были созданы транзисторы, а связи между ними были сделаны из тончайших полосок золота. Полученная микросхема показала свою работоспособность в электрической цепи вычислительной системы. Обычно хороший электрический контакт молибдена и золота получить достаточно сложно. Швейцарцы нашли решение этой проблемы. Они добавили оксид гафния непосредственно вместо соединения двух металлов – получились своеобразные «энергетические ворота», которые эффективно пропускают электроны между золотом и молибденом.
Хотя команда исследователей проводила эксперименты с природным молибденитом, которого достаточно мало в естественных условиях, в дальнейшем можно будет производить искусственный материал, производимый при взаимодействии серы и металла молибдена – он широко используется в сталелитейной промышленности.
| < Предыдущая | Следующая > |
|---|