به گزارش ساوت چاینا مورنینگ پست، گروهی از محققین دانشگاهی چین روشی را برای تولید یک ماده نیمه‌هادی با ضخامت ۰٫۷ نانومتر توسعه دادند. یافته‌های محققان، به یک مانع کلیدی برای کاهش اندازه تراشه‌های مبتنی بر سیلیکون سنتی می‌پردازد. با کوچک شدن دستگاه‌ها، تراشه‌های سیلیکونی با محدودیت‌های فیزیکی مواجه می‌شوند که بر عملکرد آن‌ها تأثیر می‌گذارد.
دانشمندان دی‌کالکوژنیدهای (TMDs) فلزات واسطه‌ای دو بعدی (۲ بعدی) را به عنوان جایگزینی برای سیلیکون با ضخامت ۰٫۷ نانومتر در مقایسه با ۵ تا ۱۰ نانومتر معمولی سیلیکون مورد بررسی قرار دادند.
همچنین TMD ها انرژی کمتری مصرف می‌کنند و خواص انتقال الکترون برتری دارند که آن‌ها را برای ترانزیستورهای بسیار کوچک که یکی از ویژگی‌های تراشه‌های الکترونیکی و فوتونی نسل بعدی خواهند بود، ایدئال می‌کند.
با این حال، تولید TMD ها تا به حال چالش‌برانگیز بوده است. تکنیک توسعه یافته توسط دانشمندان به آن‌ها اجازه می‌دهد تا به سرعت کریستال‌های دو بعدی با کیفیت بالا را در هفت فرمول تولید کنند و تولید انبوه را امکان‌پذیر می‌کند.
فرآیند ساخت سنتی، که شامل مونتاژ لایه به لایه اتم‌ها بر روی یک زیرلایه است – مانند ساختن دیوار با آجر – اغلب منجر به کریستال‌هایی با خلوص ناکافی می‌شود. این به دلیل آرایش غیرقابل کنترل اتمی در رشد کریستال و تجمع ناخالصی‌ها و عیوب است.
این تیم اولین لایه اتم‌ها را بر روی بستر به گونه‌ای مرتب کردند که گویی روند سنتی را دنبال می‌کنند. با این حال، اتم‌های بعدی بین بستر و اولین لایه کریستالی اضافه شدند و مانند شاخه‌های بامبو به سمت بالا فشار دادند تا لایه‌های جدیدی تشکیل شود.
این روش تضمین می‌کند که ساختار هر لایه کریستالی توسط زیرلایه زیرین تعیین می‌شود و همچنین به طور مؤثر از تجمع عیوب جلوگیری می‌کند و قابلیت کنترل ساختاری را بهبود می‌بخشد. آرایش اتمی هر لایه کاملاً موازی و دقیقاً کنترل می‌شود.
بلورهای دوبعدی باکیفیت این گروه شامل دی سولفید مولیبدن، دیزلنید مولیبدن، دی سولفید تنگستن، تنگستن دیزلنید، دی سولفید نیوبیم، نیوبیم دیزلنید و سولفوسلنید مولیبدن بود.
به گفته محققان، این مواد با استانداردهای بین‌المللی برای مواد مدار مجتمع، از جمله نقشه راه بین‌المللی برای دستگاه‌ها و سیستم‌ها برای هدف تحرک الکترون و قابلیت‌های تبدیل فرکانس مطابقت داشتند.
این کریستال‌های دوبعدی، زمانی که به عنوان موادی برای ترانزیستورها در مدارهای مجتمع استفاده می‌شوند، می‌توانند به طور قابل‌توجهی یکپارچگی تراشه را افزایش دهند. در تراشه‌ای به اندازه یک ناخن، چگالی ترانزیستورها و در نتیجه قدرت محاسباتی را افزایش داد.
منبع: scmp
