Logo
Cover

Новый метод выращивания полупроводниковых кристаллов толщиной в один атом однажды позволит изготавливать более эффективную и компактную электронику, солнечные элементы и квантовые компьютеры.

Трудности в обработке материалов — единственная причина замедления предсказанного законом Мура процесса развития электроники. Сейчас мы подошли к той стадии, когда становится все сложнее уместить еще больше транзисторов на один микрочип, пишет Phys.org.

Используя особым образом обработанные кремниевые поверхности для оптимизации размера и формы кристаллов, исследователи из Университета Джонса Хопкинса обнаружили потенциально более быстрый и экономичный метод производства полупроводниковых кристаллов следующего поколения для микрочипов. Кристаллические материалы, созданные таким образом, ускорят прогресс в области квантовых вычислений, потребительской электроники, аккумуляторов и производительных солнечных элементов.

Погрузив кремниевые подложки в газ фосфин, ученые вырастили на них кристаллы, структура которых оказалась намного меньше и качественнее, чем у кристаллов, созданных традиционным способом. Реакция фосфина с кремнием заставила кристалл расти в виде горизонтальных лент, а не плоскими или треугольными слоями.

Более того, единообразие и чистота структуры этих лент соперничает по качеству с нанокристаллами, производство которых зачастую сложнее, дольше и дороже.

Созданные американскими учеными кристаллы носят название дихалькогенидов переходных металлов (TMD). Как и графен, они двумерные и обладают любопытными свойствами. Но современные методы обработки не умеют менять их текстуру так, как это требуется для разработки новых технологий.

Данная разновидность TMD получилась настолько маленькой, что ее назвали «одномерной», чтобы отличать от ставших уже обычными 2D-слоев.

Кроме того, предложенная подложка получилась модульной и многоразовой. Это значит, что ее можно использовать вместе с другими, более традиционными методами, чтобы получать новые материалы. А цвет одномерных кристаллов можно настраивать, меняя ширину лент — это свойство пригодится для передачи квантовой информации.

Важный шаг к технологии производства электроники нового поколения сделали в прошлом году физики из США. Им удалось увеличить размер доменов в одном кристалле в миллион раз.