Új fogyókúrás tippek a számítógépes chipekhez
Megjegyzés a képanyag használatához: Képanyag felhasználása a sajtóközleményhez ingyenesen megengedett, feltéve, hogy a forrást megnevezik. A képeket csak a sajtóközlemény tartalmával kapcsolatban szabad felhasználni. Ha nagyobb képre van szüksége a képre, vagy bármilyen kérdése van a további felhasználással kapcsolatban, kérjük, forduljon közvetlenül a sajtóirodához.
Hosszú ideig elhanyagolt valami fontosat az elektronikában: Ha az elektronikus alkatrészeket egyre kisebbre szeretné gyártani, akkor a megfelelő szigetelőanyagokra is szüksége van.
Egyre kisebb és egyre kompaktabb - ez az irány, ahol az ipar vezérli a számítógépes chipeket. Ezért az úgynevezett 2D anyagokat nagy reménynek tekintik: Olyan vékonyak, amennyire egy anyag lehet, szélsőséges esetekben csak egyetlen atomrétegből állnak. Ez lehetővé teszi új típusú elektronikai alkatrészek gyártását, apró méretekkel, nagy sebességgel és optimális hatékonysággal.
Ezzel azonban van egy probléma: Az elektronikus alkatrészek mindig több anyagból állnak. A 2D-anyagok csak akkor hasznosak, ha megfelelő anyagrendszerekkel kombinálhatók - például speciális szigetelő kristályokkal. Ha nem gondolkodik ezen, akkor a 2D-anyagok állítólagos előnye semmis. A Bécsi Műszaki Egyetem Villamosmérnöki Karának egy csapata most bemutatta ezeket az eredményeket a "Nature Communications" folyóiratban.
A vonal vége atomi léptékben
"Ma a félvezetőipar szilíciumot és szilícium-oxidot használ" - mondja Prof. Grasser, a bécsi TU Mikroelektronikai Intézetének munkatársa. „Ezek nagyon jó elektronikus tulajdonságokkal rendelkező anyagok. Hosszú ideig ezekből az anyagokból egyre vékonyabb rétegeket használtak az elektronikai alkatrészek miniatürizálásához. Ez sokáig jól ment - de valamikor egy természetes határral lépsz túl. "
Amikor a szilíciumréteg csak néhány nanométer vastagságú, vagyis csak néhány atomrétegből áll, az anyag elektronikus tulajdonságai nagyon jelentősen romlanak. "Az anyag felülete másként viselkedik, mint az anyag belseje - és ha az egész tárgy gyakorlatilag csak felületekből áll, és már nincs belseje, akkor teljesen más anyagi tulajdonságokkal rendelkezhet, mint vastagabb rétegekből tudja."
Ezért át kell váltania más anyagokra, ha ultravékony elektronikai alkatrészeket szeretne gyártani. És itt jönnek szóba az úgynevezett 2D anyagok: Kiváló elektronikus tulajdonságokat ötvöznek minimális vastagsággal.
A vékony rétegekhez vékony szigetelőkre van szükség
"Mint kiderült, ezek a 2D-s anyagok csak a történet első felét jelentik" - mondja Grasser Tibor. „Az anyagokat a megfelelő felszínhez kell rögzíteni, és a tetejére szigetelőrétegre is szükség van - és ha ez a szigetelő nem is rendkívül vékony és rendkívül jó minőségű, akkor semmit sem nyert a 2D-s anyagokból. Olyan, mintha sáros talajon vezetne egy Ferrarit, és azon gondolkodna, miért nem állítja be a sebességrekordot. "
A Bécsi Műszaki Egyetem Grasser Tibor és Yury Illarionov által vezetett csapata ezért elemezte, hogyan lehet ezt a problémát a legjobban megoldani. "A szilícium-dioxid, amelyet általában az iparban szigetelőként használnak, ebben az esetben nem megfelelő" - mondja Grasser Tibor. "Nagyon rendezetlen felülete van, és sok szabad, telítetlen kötés zavarja a 2D anyag elektronikus tulajdonságait."
Jobb, ha olyan szerkezetet keresünk, amely a lehető legrendezettebb: a csapat már kiváló eredményeket ért el speciális fluoratomokat tartalmazó kristályokkal. A kalcium-fluorid szigetelővel ellátott tranzisztor prototípus már meggyőző adatokat szolgáltatott, és más anyagokat még elemeznek.
„Folyamatosan fedeznek fel új 2D anyagokat. Ez szép, de eredményeinkkel meg akarjuk mutatni, hogy ez önmagában nem elég ”- mondja Grasser Tibor. „Ezeket az új elektromosan vezető 2D anyagokat új típusú szigetelőkkel is kombinálni kell. Csak ezután sikerül valóban hatékony és nagy teljesítményű elektronikai alkatrészek új generációját gyártani miniatűr formátumban. "