+38(095)3898731

НАПІВПРОВІДНИКИ, ТОВЩИНОЮ В ТРИ АТОМИ, МОЖУТЬ СТАТИ ОСНОВОЮ НАДТОНКИХ КОМП'ЮТЕРІВ І СМАРТФОНІВ 

 

Джанхэо Лін (Junhao Lin), дослідник з університету Вандербілта і позаштатний науковий співробітник Національної лабораторії Ок-Рідж (Oak Ridge National Laboratory, ORNL) розробив технологію виготовлення найтонкіших нанопровідників за допомогою вузькофокусованого променя електронів. Отримані за допомогою цієї технології гнучкі металеві провідники мають ширину всього в три атома, що в тисячі разів менше, ніж ширина електричних провідників, що з'єднують транзистори і інші електронні компоненти на чіпах сучасних інтегральних схем.

За словами Сокрэйтса Пэнтелайдса (Sokrates Pantelides) професора фізики з університету Вандербілта і наукового керівника даного проекту, розроблена технологія являє собою зовсім новий спосіб обробки матеріалів на нанорівні. І цей спосіб може стати ключовим моментом технологій створення складних електронних схем, що складаються виключно з тонкошарових матеріалів, товщина яких складає декілька атомів. А за допомогою таких технологій на білий світ можуть з'явитися електронні пристрої, такі як портативні комп'ютери і смартфони, товщина яких не буде перевищувати товщини листа паперу.

Для виготовлення нанопровідників Джанхэо Ліїн використовував напівпровідникові матеріали, що відносяться до особливого сімейства, які формують моноатомні шари природним шляхом. Ці матеріали, звані TMDC (transition-metal dichalcogenides), складаються з комбінації металу, молібдену або вольфраму, з сірою або з селеном. Самим відомим матеріалом з цього сімейства є дисульфід молібдену, молібденіт, про властивості та перспективи використання якого ми вже неодноразово розповідали на сторінках нашого сайту.

Атомні монослойні матеріали є на сьогоднішній день об'єктом підвищеного інтересу з боку науковців. Вони мають цілий ряд унікальних властивостей, таких, як виняткова міцність, гнучкість, прозорість і висока рухливість електронів. Інтерес до таких матеріалів виник у 2004 році в результаті відкриття простого способу виробництва графена, матеріалу, що володіє досить широким рядом унікальних і незвичайних властивостей. Але, незважаючи на це, вчені відчували і відчувають на сьогоднішній день деякі труднощі з практичним застосуванням графена. Це і послужило причиною для детального вивчення потенціалу інших моношарових матеріалів, включаючи і TMDC-матеріали, як повідомляє http://www.cn.ua.

В даний час на основі моношарових матеріалів іншими групами вчених створені функціонуючі транзистори, комірки флеш-пам'яті і деякі інші електронні компоненти. Можливість створення нанопровідників з моношарового матеріалу надає можливість пов'язувати між собою компоненти майбутніх електронних схем, адже власне розведення є однією з найголовніших складових частин сучасних інтегральних схем. На підтвердження цього слід сказати, що сумарна довжина мідних провідників в не дуже великому чіпі середнього сучасного процесора становить понад 30 кілометрів.

Крім виготовлення звичайних "плоских" електронних схем, за допомогою нової технології можна створювати тривимірні електронні схеми. Це буде робитися шляхом накладення, подібно блокам Лего, шарів різних матеріалів один на одного. Потім, за допомогою сфокусованого променя електронів буде видалятися надлишковий матеріал, залишаючи за собою готові і сполучені між собою компоненти майбутньої схеми.

Технологія виробництва нанопровідників, товщиною в три атома, була виконана в стінах відділу мікроскопії лабораторії ORNL. Роботи по даному проекту були проведені в рамках програми співпраці між лабораторією ORNL і університету Вандербілта, в якому ведуться спільні дослідження, комбінують технології мікроскопії і вивчення різних систем складних матеріалів.