Встроенные устройства, основанные на двухмерных полупроводниках и демонстрирующие превосходные свойства даже при снижении толщины материала до нескольких атомов, — притягательная, но непростая в достижении цель исследования многих научных коллективов и частных компаний. Реализация этих сверхминиатюрных транзисторных устройств, контролирующих движение электронов на расстоянии нескольких нанометров, не говоря уже о разработке процесса производства интегральных схем, остается технически сложной задачей.

Степень интеграции в полупроводниковых устройствах определяется шириной и эффективностью контроля электрода затвора, который управляет движением электронов в транзисторе. В обычном процессе производства полупроводников сокращение длины затвора до нескольких нанометров и дальше невозможно из-за ограничений литографического процесса. Для решения этой проблемы ученые из Института фундаментальных наук в Тэджоне использовали особенность двухмерного полупроводника дисульфида молибдена, которая позволяет преобразовать его в одномерный металлический электрод.

Это значимый прорыв не только для полупроводниковой технологии следующего поколения, но и для фундаментального материаловедения, поскольку демонстрирует возможность синтеза новых фаз вещества посредством искусственного контроля кристаллических структур.

Ученые не только показали возможность выращивать одномерные металлы, но также создали с их помощью двумерные полевые транзисторы и даже экспериментальные чипы. Выяснилось, что электрод затвора шириной 0,4 нм способен создавать поле (управлять проводимостью затвора) на ширину 3,9 нм. Также, несмотря на атомарную ширину канала, такой транзистор показал превосходную электронную проводимость и, следовательно, будет достаточно производительным для использования в микросхемах.

Вдобавок, как пишет EurekAlert, одномерный транзистор должен повысить эффективность интегральной схемы. Благодаря своей простой структуре он может свести к минимуму паразитные емкости, свойственные транзисторам типа FinFET или Gate-All-Around.

Эта технология может через несколько лет прийти на смену литографии.

Недавно компания ASML сообщила, что побила собственный рекорд плотности транзисторов, используя первый литографический сканер с высокой числовой апертурой (High-NA). Мартин ван ден Бринк, консультант компании, отметил, что ASML планирует разработать и более совершенное оборудование Hyper-NA.