Μια επανάσταση στην τεχνολογία των ημιαγωγών ανακοίνωσαν Κινέζοι ερευνητές, ανοίγοντας τον δρόμο για πολύ μικρότερα, ταχύτερα και πιο ενεργειακά αποδοτικά μικροτσίπ, όπως αναφέρει το περιοδικό Science .

Οι κινέζοι επιστήμονες , με επικεφαλής τον Λιού Καϊχούι του Πανεπιστημίου του Πεκίνου, την Λιου Τσαν του Πανεπιστημίου Ρενμίν και τον Ζανγκ Γκουαγκιού του Ινστιτούτου Φυσικής στην Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, κατάφεραν να αναπτύξουν  ημιαγωγούς  με πάχος  μόλις 0,7 νανόμετρα που θέτει νέα πρότυπα.

Η πρόκληση της σμίκρυνσης των παραδοσιακών τσιπ με βάση το πυρίτιο είναι ότι οι φυσικοί περιορισμοί επηρεάζουν την απόδοση καθώς οι συσκευές γίνονται μικρότερες. Οι Κινέζοι επιστήμονες ερεύνησαν τα δισδιάστατα διχαλκογονίδια μετάλλων μετάπτωσης (TMD) ως εναλλακτική λύση στο πυρίτιο.

Τα TMD όχι μόνο είναι πιο λεπτά—τα τσιπ πυριτίου έχουν συνήθως πάχος πέντε έως 10 νανόμετρα—αλλά χρησιμοποιούν επίσης λιγότερη ενέργεια και προσφέρουν καλύτερες ιδιότητες ηλεκτρονικής μεταφοράς. Αυτό τα καθιστά ιδανικά για τους εξαιρετικά μικροσκοπικούς ημιαγωγούς που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στην επόμενη γενιά ηλεκτρονικών και φωτονικών τσιπ.

Καινοτόμος τεχνολογία παραγωγής

Ωστόσο, η παραγωγή TMDs ήταν μέχρι στιγμής δύσκολη. Η τεχνική που αναπτύχθηκε από τους ερευνητές καθιστά δυνατή τη γρήγορη παραγωγή κρυστάλλων 2D υψηλής ποιότητας σε επτά διαφορετικές συνθέσεις, καθιστώντας εφικτή τη μαζική παραγωγή.

Σύμφωνα με τον Λιου Καϊχούι , «η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε μια πρωτοποριακή μέθοδο που ονομάζεται “grow at interface”, στην οποία το πρώτο στρώμα ατόμων παραδοσιακά εναποτίθεται στο υπόστρωμα, αλλά τα επόμενα άτομα προστίθενται μεταξύ του υποστρώματος και του πρώτου στρώματος κρυστάλλου, σχηματίζοντας νέα στρώματα. Αυτή η μέθοδος αποτρέπει αποτελεσματικά τη συσσώρευση σφαλμάτων και βελτιώνει τη δομική δυνατότητα ελέγχου»

Αυτοί οι δισδιάστατοι κρύσταλλοι, εάν χρησιμοποιηθούν ως υλικά σε ολοκληρωμένα κυκλώματα, θα μπορούσαν να βελτιώσουν σημαντικά την ενσωμάτωση των ημιαγωγών. «Σε ένα τσιπ στο μέγεθος ενός νυχιού, η πυκνότητα των τρανζίστορ μπορεί να αυξηθεί σημαντικά, αυξάνοντας την υπολογιστική ισχύ», εξήγησε ο Λιου.

Σύμφωνα με την ιστοσελίδα του Πανεπιστημίου του Πεκίνου, με την τεχνική αυτή επιτεύχθηκε ο σχηματισμός κρυσταλλικού στρώματος με ρυθμό 50 στρώσεων ανά λεπτό.

Η ανάπτυξη θα μπορούσε να αντιπροσωπεύει μια επανάσταση στην τεχνολογία μικροτσίπ και θέτει τα θεμέλια για μια μελλοντική γενιά ηλεκτρονικών συσκευών που είναι πιο γρήγορες και πιο ενεργειακά αποδοτικές από ποτέ.