Напівпровідники — це крихітні мікросхеми, які використовуються майже в усіх електронних пристроях. Вони необхідні для наших сучасних технологій і використовуються в усьому, від смартфонів до пультів дистанційного керування телевізорами. Під час пандемії спостерігався глобальний дефіцит напівпровідників. Це спричинило виробничі труднощі для багатьох галузей промисловості та призвело до підвищення цін на електронні пристрої. На щастя, дефіцит чіпів уже вичерпаний. І дослідники вже працюють над новими способами вдосконалення цієї технології. Нещодавно дослідники з відділу науки та технологій Університету короля Абдалли розробили новий мікрочип, який використовує двовимірні (2D) матеріали для покращення продуктивності. Ось подробиці…
Двовимірні мікросхеми на основі матеріалів можуть зробити революцію в електроніці
Дослідники з Університету науки та технологій короля Абдулли (KAUST) розробили новий тип мікрочипа, який використовує двовимірні матеріали. 2D-матеріали неймовірно тонкі, а деякі мають товщину всього в один атом. Це робить їх дуже міцними та легкими, а також вони мають унікальні електричні та оптичні характеристики.
Однак інтеграція 2D-матеріалів в електронні пристрої була складною через їх крихкість і складність їх виготовлення у великих масштабах. Команда KAUST подолала ці проблеми, розробивши новий метод перенесення 2D-матеріалів на мікрочіпи. Дослідники, які зробили заяву на цю тему, описують свою роботу так:
«Нашою мотивацією було підвищити рівень технологічної готовності 2D електронних пристроїв і схем на основі матеріалів, використовуючи звичайні мікросхеми CMOS на основі кремнію як основу та стандартні методи виготовлення напівпровідників. Однак проблема полягає в тому, що синтетичні 2D-матеріали можуть містити локальні дефекти, такі як атомні домішки, які можуть спричинити несправність малих пристроїв. Крім того, дуже важко інтегрувати 2D-матеріал у мікрочіп, не пошкодивши його».
«Ми виготовили 2D-матеріал — гексагональний нітрид бору, або h-BN, на мідній фользі — і перенесли його на мікрочіп за допомогою низькотемпературного вологого процесу, а потім сформували зверху електроди за допомогою звичайного вакуумного випаровування та фотолітографії, яка це процеси, які ми маємо всередині компанії. Таким чином ми створили масив 5×5 комірок з одним транзистором/одним мемристором, з’єднаних у поперечну матрицю».
Зараз команда працює над підвищенням продуктивності та масштабованості мікрочипів. Вони також досліджують нові сфери застосування цієї технології. Команда вважає, що мікрочипи можуть бути використані в різних додатках, в тому числі; Носимі пристрої, гнучкі дисплеї, мікросхеми штучного інтелекту, медичні пристрої, датчики збору енергії та системи безпеки. Однак підкреслимо, що для цих подій у нас попереду ще багато часу.