Новая разработка американских ученых из университета Северной Каролины позволяет создавать микроэлектронные устройства толщиной сопоставимой с размерами атомов. Результаты своей работы исследователи опубликовали в журнале Scientific Reports.Новая технология позволяет создавать микропроцессоры толщиной в несколько атомов

Похожий метод осаждения атомных слоев, позволяющий получить полупроводники из сульфида молибдена, был разработан в Ленинградском технологическом институте в 60-х годах прошлого столетия.

Сера и хлорид молибдена подается в печь, которая разогрета до температуры 850°C. В результате химической реакции образуются молекулы сульфида молибдена, которые можно осаждать на поверхность самых различных материалов.

Пригодность данной технологии была подтверждена испытаниями различных типов подложек из сапфира, графита и диоксида кремния. Кроме того, разработчики провели дополнительные исследования полупроводникового слоя полученного данным методом.

Исследования с помощью электронного микроскопа показали, что отдельные атомы формируют геометрически правильную структуру гексагонального типа. При этом, на протяжении нескольких сантиметров нарушения однородности слоя обнаружено не было.

Также разработчики отметили, что полученная одноатомная пленка обладает уникальными физическими свойствами. Как утверждается в статье, отличие одноатомного слоя от двухатомного видно невооруженным глазом, хотя в обоих случаях толщина слоев на несколько порядков меньше длины волны видимого спектра.

Считается, что одноатомные слои, не только позволяют кардинально уменьшить размеры готовых электронных устройств, но и дают технологам новые возможности по контролю качества материала. Волна интереса к плоским одноатомным материалам возникал после того как Андрей Гейм и Константин Новоселов изобрели графен. Тем не менее, как подчеркивается в статье, использование графена в качестве полноценного полупроводника имеет технологические сложности, поскольку у данного материала отсутствует запрещенная зона. Сульфид молибдена свободен от этих недостатков и без ограничений может использоваться в полупроводниковых приборах.

В ходе эксперимента исследователями были опытным путем определены оптимальные параметры для синтеза одноатомных слоев, такие как температура, давление и концентрация реактивов. Для того чтобы перейти к созданию реальных электронных устройств размерами сопоставимыми с размерами атомов, необходимо довести до промышленного уровня не только технологию управления толщиной слоя, но и размерами элементов в плоскости.

На сегодняшний день основным методом для производства микропроцессоров является фотолитография. Однако в процессе облучения материала используются излучение ультрафиолетового спектра, при котором длина волны значительно больше размеров атомов. Кроме того, есть мнение, что новые элементы могут иметь проблемы утечки тока через сверхтонкие слои изоляции, а готовые микросхемы могут оказаться слишком чувствительными к электромагнитным помехам.

Инженерный портал Веб-Механик – это бесплатный источник хорошо структурированной информации по различным темам, таким как: конструктивные элементы, грузоподъемная техника, безопасность производства, стандарты, а также физические и химические свойства материалов.