Zanim materiały 2D zastąpią krzem w elektronice, ich produkcja musi stać się tania i prosta
W dążeniu do następcy krzemu, który zapewni względem niego wyższą efektywność energetyczną oraz wydajność, międzynarodowy zespół naukowców bada obecnie obiecujący proces tworzenia wysokiej jakości materiałów 2D. Materiałów, które mogłyby zasilić elektronikę następnej generacji i wnieść nasze procesory na zupełnie nowe poziomy. Mowa tutaj o m.in. o grafenie, którego dwa fizyczne wymiary są poza nanoskalą (nie są większe niż 100 nm) i stąd określenie go mianem materiału 2D.
Praca naukowców została opisana w publikacji w czasopiśmie Nature i przedstawia dwa przełomowe odkrycia. Mowa zarówno o pierwszym w historii potwierdzeniu, że metoda wzrostu materiałów półprzewodnikowych TMD (dichalkogenków metali przejściowych) umożliwi produkcję wydajniejszych i bardziej energooszczędnych układów, jak i rzeczywistym wyprodukowaniu jednodomenowych heterozłączy w skali wafla, które powstały “warstwa po warstwie”.
Czytaj też: Materiały amortyzujące doczekały się rewolucji. Nanorurki węglowe zupełnie je odmieniły
Zaprojektowaliśmy geometrycznie zamkniętą strukturę, która ułatwia kinetyczną kontrolę materiałów 2D, dzięki czemu wszystkie wielkie wyzwania związane z wysokiej jakości wzrostem materiałów 2D zostały rozwiązane. Wierzymy, że nasza technika […] może skomercjalizować materiały 2D, umożliwiając umieszczanie w nich tranzystorów warstwa po warstwie w skali wafla […]. Nasze osiągnięcie położy mocne fundamenty dla materiałów 2D, które będą pasować do warunków przemysłowych – powiedział jeden z badaczy, Sang-Hoon Bae.
Czytaj też: Najwytrzymalszy materiał na Ziemi wykazuje nietypowe właściwości
Aby to osiągnąć naukowcy pokonali trzy główne wyzwania. Po pierwsze, zabezpieczyli pojedynczą krystaliczność w skali płytki, po drugie zapobiegli powstawaniu nieregularnej grubości podczas wzrostu w skali płytki oraz doprowadzili do powstawania pionowych hetero struktur w skali płytki. Demonstrując efekt swojej pracy, pochwalili się, że wymusili pionowy wzrost materiałów 2D, wykorzystując różne chemikalia i to wszystko w nanoskali, a nie mikroskali.