Группа учёных предложила технологию изготовления транзисторов с каналами атомарной толщины. Это сулит высочайшую скорость переключения, резкое снижение токов утечек и масштабируемость транзисторов до размеров, которые недостижимы для классических техпроцессов. Фактически учёные вознамерились продлить действие закона Мура, а всё благодаря жидким металлам, которые решено использовать вместо обычного осаждения из газовой среды.
Полупроводник растёт как кожа на поверхности жидкого металла .Источник изображения: Mohannad Mayyas
В процессе нанесения материалов на основу осаждением из газовой среды тяжело добиться равномерности для очень тонкого напыления — буквально атомарного размера. Также это чревато дефектами, в чём также можно винить предельно малую толщину напыления. Группа учёных из Австралии и США совместно разработала метод, который практически на любой подложке может создать бездефектный слой полупроводника атомарной толщины — буквально 2D-материал. Транзисторный канал из такого материала будет обладать прекрасной проводимостью и предельно малым рассеиванием, поскольку путь для электронов в нём один и он толщиной примерно в один атом.
Чтобы создать полупроводниковый 2D-элемент на подложке предложено использовать жидкий металл, в частности — металлический галлий с температурой плавления 29,8 °C. Силы поверхностного натяжения металла в жидкой фазе делают его идеальным для формирования на его поверхности сплошных — без межзёренных границ — поликристаллических соединений. Таким перспективным соединением, например, является дисульфида молибдена (MoS2). В присутствии серы и молибдена насыщенная свободными электронами поверхность металлического галлия легко формирует на себе сплошной и тончайший слой полупроводника MoS2. Это просто как натянуть перчатку на руку.
Полупроводниковая плёнка MoS2 также легко снимается с жидкого металла благодаря электростатическим силам. Она просто переходит на наэлектризованную неметаллическую подложку, которой может быть кремний, стекло, пластик или что-то другое. Тем самым, кстати, данный метод осаждения 2D-материалов может стать большим толчком к развитию гибкой электроники.
На следующем этапе учёные собираются найти технологии по осаждению 2D-материалов со свойствами проводников и изоляторов, для чего рассматривают такие материалы, как арсенид галлия, сульфид галлия, оксиды индия и олова. Также исследователи собираются адаптировать предложенный техпроцесс для применения в заводских, а не в лабораторных условиях. Они надеются, что через несколько лет производство чипов с транзисторами из 2D-материалов может стать реальностью.
