`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Выращивание атомарно тонких транзисторов и схем

+22
голоса

Исследователи в США достигли успеха в химической сборке электронных переходов между 2D-полупроводником (дисульфид молибдена) и графеном и сделали атомный транзистор с хорошими свойствами. Они также собрали гетероструктуры, такие как инвертор NMOS с коэффициентом усиления по напряжению, достигающему значения 70, в логические 2D-схемы.

Закон Мура гласит, что число транзисторов в интегральных схемах удваивается примерно каждые два года. Для того чтобы идти этими темпами, исследователи прогнозируют, что интегральная электроника в скором времени потребует транзисторов, которые меньше 10 нм в размерах. Это будет чрезвычайно сложно сделать с кремнием, так как толщина транзистора тогда станет больше, чем длина канала, что сделает трудным переключение устройства.

В качестве альтернативы кремнию исследователи обратили свое внимание в последние годы на 2D-материалы, такие как графен и дихалькогениды переходных металлов (TMDCs).

Графен представляет собой полуметалл и обладает рядом выдающихся электронных и физико-механических свойств, но ему не хватает запрещенной зоны. Таким образом, он не подходит для изготовления канала в транзисторе (он не может легко выключаться). Однако поскольку он проводит электроны очень хорошо, то идеально подходит для изготовления межсоединений в современных электронных устройствах.

TMDCs являются ван-дер-ваальсовыми материалами с химической формулой MX2, где М представляет собой переходный металл (например, Mo или W), а Х обозначает халькоген (например, S, Se и Te). Они проявляют свойства от полупроводников с запрещенной зоной с непрямым переходом в объемных образцах до полупроводников с прямым переходом при масштабировании до монослоя.

Проблема заключается в том, что 2D-материалы трудно точно собрать на наноразмерных расстояниях, что делает сложным контролируемое изготовление гетероструктур проводник-полупроводник-проводник, необходимых для создания атомарно тонких схем. Такие переходы позволяют току проходить через устройства, изготовленные из этих схем.

Исследователям во главе с Сян Чжан (Xiang Zhang) в Университете Калифорнии в Беркли и Национальной лаборатории Лоуренса, Беркли, Калифорния, теперь удалось осуществить химическую сборку соединений дисульфида молибдена и графена. «Создавав структуру графен-MoS2, мы можем эффективно сделать транзистор из 2D-материала, - объясняет член команды Мервин Чжао (Mervin Zhao). - Такие гетероструктуры делались и раньше, но они были построены физическим конструированием материалов вместе – подобно укладке листов бумаги друг поверх друга. Мы их химически вырастили».

Исследователи сделали гетероструктурные переходы, поместив сначала графен на подложку, а затем протравив его плазмой для формирования каналов. Далее ученые добавили органическую соль на субстрат, которая слабо прилипает к графену (потому что углеродный лист является гидрофобным). Ансамбль поместили в химическую печь, содержащую MoS2, который затем образовывал зародыши по краям графена и, наконец, заполнял пустые области канала (смотри рисунок).

Окончательная структура состоит из листа графена толщиной один атом, листа MoS2 трехатомной толщины, слегка перекрывающегося с графеном, листа MoS2 трехатомной толщины, перекрывающего другую область, и, наконец, еще одного слоя графена.

Транзисторы, изготовленные из гетероструктуры, имеют высокую электрическую проводимость 10 мкСм, отношение уровней в состоянии «включено-выключено» вплоть до 106 и подвижность носителей заряда 17cm2 /V/с. «Графен также снижает контактное сопротивление MoS2, - говорит Чжао. - Это важно, поскольку традиционные контактные металлы, такие как золото, как правило, имеют очень высокое контактное сопротивление, так что это еще один пункт в пользу графена, наряду с химической 2D-сборкой».

Выращивание атомарно тонких транзисторов и схем

Гетероструктура графен-MoS2

+22
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT