Нови съвети за отслабване за компютърни чипове
Забележка относно използването на графичен материал: Използването на графичен материал за прессъобщението е разрешено безплатно, при условие че е посочен източникът. Изображенията могат да се използват само във връзка със съдържанието на това съобщение за пресата. Ако имате нужда от изображението с по-висока разделителна способност или ако имате някакви въпроси относно по-нататъшната употреба, моля, свържете се директно с пресцентъра, който го е публикувал.
От дълго време в електрониката се пренебрегва нещо важно: Ако искате да направите електронните компоненти по-малки и по-малки, имате нужда и от подходящите изолационни материали.
Все по-малки и все по-компактни - това е посоката, в която се развиват компютърните чипове, движени от индустрията. Следователно, така наречените 2D материали се считат за голяма надежда: Те са толкова тънки, колкото материалът може да бъде, в краен случай те се състоят само от един слой атоми. Това позволява производството на нови видове електронни компоненти, с малки размери, висока скорост и оптимална ефективност.
Има обаче проблем с това: Електронните компоненти винаги се състоят от повече от един материал. 2D материалите са полезни само ако могат да се комбинират с подходящи системи от материали - например със специални изолационни кристали. Ако не мислите за това, тогава ползата, която 2D материалите трябва да предлагат, се отрича. Екип от Електротехническия факултет на Виенския технологичен университет сега представя тези открития в списание "Nature Communications".
Край на линията в атомна скала
„Полупроводниковата индустрия днес използва силиций и силициев оксид“, казва проф. Тибор Грасър от Института за микроелектроника към TU Виена. „Това са материали с много добри електронни свойства. Дълго време все по-тънки слоеве от тези материали бяха използвани за миниатюризиране на електронни компоненти. Това продължи добре за дълго време - но в един момент се сблъсквате с естествена граница. "
Ако силициевият слой е тънък само няколко нанометра, т.е.състои се само от няколко атомни слоя, тогава електронните свойства на материала се влошават много значително. „Повърхността на материала се държи по различен начин от вътрешната страна на материала - и ако целият обект се състои практически само от повърхности и вече няма вътрешност, той може да има напълно различни свойства на материала, отколкото познавате от по-дебели слоеве.“
Следователно трябва да преминете към други материали, ако искате да произвеждате ултратънки електронни компоненти. И тук се появяват така наречените 2D материали: Те съчетават отлични електронни свойства с минимална дебелина.
Тънките слоеве се нуждаят от тънки изолатори
„Оказа се, че тези 2D материали са само първата половина на историята“, казва Тибор Грасер. „Материалите трябва да бъдат прикрепени към подходящата повърхност, а освен това се нуждаете от изолационен слой отгоре - и ако този изолатор също не е изключително тънък и с изключително добро качество, значи не сте спечелили нищо от 2D материалите. Все едно да караш Ферари по кална земя и да се чудиш защо не поставиш рекорд за скорост. "
Ето защо екип от Виенския технологичен университет, ръководен от Тибор Грасър и Юрий Иларионов, анализира как този проблем може да бъде решен най-добре. „Силициевият диоксид, който обикновено се използва като изолатор в промишлеността, не е подходящ в този случай“, казва Тибор Грасер. „Той има много неподредена повърхност и много свободни, ненаситени връзки, които нарушават електронните свойства на 2D материала.“
По-добре е да се търси структура, която е възможно най-подредена: Екипът вече е постигнал отлични резултати със специални кристали, които съдържат флуорни атоми. Прототип на транзистор с калциев флуориден изолатор вече предостави убедителни данни; други материали все още се анализират.
„Нови 2D материали се откриват през цялото време. Това е хубаво, но с нашите резултати искаме да покажем, че само това не е достатъчно “, казва Тибор Грасер. „Тези нови електропроводими 2D материали също трябва да се комбинират с нови видове изолатори. Едва тогава можем действително да успеем да произведем ново поколение ефективни и високоефективни електронни компоненти в миниатюрен формат. "