Mokslininkai sukūrė ploniausią pasaulyje – trijų atomų storio – tranzistorių (1)
Atlikdami tyrimus, kuriuos galima pavadinti Moore’o dėsnio gelbėjimo ratu, JAV mokslininkai pagamino vos kelių atomų storio tranzistorių, atveriantį galimybes neįsivaizduojamai mažai elektronikai.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Pirmą kartą paskelbtas 1965 m., Moore’o dėsnis numato, kad kompiuterių skaičiavimo galia padvigubės maždaug kas porą metų, ir nors tai vis dar tebelaikoma taisykle, žmonės ėmė abejoti ar ji dar ilgai temps. Juk yra kažkokia riba, kiek tranzistorių galima sukimšti į integruotą schemą? Na, jeigu taip ir yra, panašu, tos ribos dar nepasiekėme, nes Cornellio universiteto JAV komanda pasiekė gan svarbų tranzistorių mažinimo rekordą.
Šis tranzistorius gaminamas, naudojant dvimačius puslaidininkius, pereinamųjų metalų dichalkogenidus (transition-metal dichalcogenides – TMD). Kai jų sluoksnis suploninamas iki vienos molekulės storio, TMD tampa vos trijų atomų storio, padarytas iš pereinamųjų metalų. Vienas iš jų, molibdeno disulfidas (MoS₂), pastaraisiais metas imtas naudoti dėl savo elektrinių savybių.
Komanda jį sukristalizavo ir išsiaiškino, kaip nuo kristalų atskirti itin ploną, vos kelių atomų storio sluoksnį. Nuostabu, netgi tokio storio molibdeno disulfidas išsaugojo elektrines savybes, darančias jį daug žadančiu ateities elektronikos kandidatu. „Mūsų medžiagų elektrinis veikimas buvo palyginamas su rezultatais, gautais iš molibdeno disulfido kristalų, bet vietoje mažų kristalų matome 4 colių (10 cm) plokštes,“ vienas iš komandos narių, Jiwoongas Parkas, sakė pranešime spaudai.
Atomų storio molibdeno disulfido sluoksnį komanda kūrė, naudodama metalo organikos cheminio garų nusodinimo (metal organic chemical vapour deposition – MOCVD) techniką, kai į miltelius susmulkinta medžiaga paverčiama dujomis, ir po atomą nusodinama ant pagrindo.
„Procesas prasideda nuo dviejų parduodamų pradinių komponentų – dietilsulfido ir metalo heksakarbonilo – sumaišyti ant silicio plokštelės ir kaitinami 550 ℃ temperatūroje 26 valandas vandenilio dujų atmosferoje,“ paaiškino Russellas Brandomas. „Gavosi 200, pasižyminčių geru elektronų judrumu ir vos keliais defektais ultraplonų tranzistorių masyvas. Iš jų tik du buvo netinkami, tad tyrėjų sėkmė buvo 99 %."
Publikacijoje Nature žurnale, komanda sako, kad kitas jos žingsnis bus išsiaiškinti, kaip patikimiau sukurti plėvelę, kad laidumas galėtų būti tiksliau matuojamas. Bet tai, ką jie jau pasiekė, yra tikras žingsnis tinkama kryptimi.
„Daug žmonių stengiasi stengiasi išauginti tokius plonus sluoksnius dideliu mastu, tarp jų ir aš,“ Nature sakė su šiuo tyrimu nesusijęs medžiagotyrininkas Georgas Duesbergas iš Trinity College Dubline, Airijoje. „Bet panašu, šiems vaikinams iš tiesų pavyko tai padaryti.“