Чипы толщиной в атом становятся реальностью

Новая технология, разработанная в университете Северной Каролины, позволяет получать пленки высококачественного полупроводника толщиной всего в один атом, и может применяться для покрытия ими подложек шириной 5 и более сантиметров. Она может быть использована для реализации в виде атомарных пленок практически любых современных полупроводниковых устройств — лазеров, светодиодов, компьютерных чипов.

Описанный в журнале Scientific Reports метод заключается в постепенном нагреве порошков серы и хлорида молибдена в печи до 850 °C. При этом оба вещества испаряются и, взаимодействуя между собой, образуют сульфид молибдена (MoS₂), осаждаемый на подложку. Сульфид молибдена отличается от прочих полупроводниковых материалов тем, что сохраняет свои электрические свойства в пленках атомарной толщины.

Контролируя парциальное давление и давление пара в печи, исследователи могли управлять ростом слоя полупроводника. Для осаждения пленки из паровой фазы парциальное давление должно быть выше давления пара — это достигается увеличением количества молибдена в печи. Чем больше разница, тем больше слоев MoS₂ конденсируется на подложке. Ключом к успеху эксперимента стало определение баланса между давлениями, при котором рост пленки автоматически останавливался после осаждения одного монослоя.

Применяя такую методику можно надежно наносить однородное атомарное покрытие сульфида молибдена на субстраты промышленных размеров, создавать пленки толщиной в два, три или четыре атома, в которых каждый слой образован другим материалом.

Специалисты университета уже запатентовали свое открытие и в настоящее время работают над получением новым методом тонкопленочных полевых транзисторов и светодиодов.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365