Erittäin ohuita transistoreita

05.08.2019

TU-Wien-ultra-ohuita-transistoreita-300-t.jpgTU Wienissä on saatu aikaan tärkeä läpimurto transistoritekniikassa: Uusien eristeiden avulla voidaan tuottaa korkealaatuisia transistoreita käyttämällä kaksiulotteisia materiaaleja.

TU Wienissä on saatu aikaan tärkeä läpimurto transistoritekniikassa: Uusien eristeiden avulla voidaan tuottaa korkealaatuisia transistoreita käyttämällä kaksiulotteisia materiaaleja.Mooren lain vauhdin ylläpitäminen vaatii uutta miniatyrisoinnin vaihetta ja sellainen voisi jopa pian tulla mahdolliseksi kaksiulotteisien materiaalien avulla.

TU Wienin tutkijat ovat luoneet uuden kalsiumfluoridista tehdyn eristeen avulla erittäin ohuen transistorin, jolla on erinomaiset sähköiset ominaisuudet ja joka, toisin kuin aikaisemmat tekniikat, voidaan pienentää erittäin pieneksi.

Nykyään erittäin ohuita puolijohteita voidaan valmistaa 2D-materiaaleista mutta se ei riitä erittäin pienen transistorin rakentamiseen", toteaa professori Tibor Grasser TU Wienin mikroelektroniikan instituutista. "Äärimmäisen ohuen puolijohteen lisäksi tarvitsemme myös erittäin ohuen eristeen."

Aiemmat ohuiden puolijohteiden kanssa tehdyt kokeilut ovat liittyneet tavanomaisiin tarpeisiin nähden paksuihin eristeisiin, mikä estää transistorin pienentämisen.

Nyt tutkijat käyttivät erittäin ohuita 2D-materiaaleja transistorin puolijohdeosassa mutta myös eristävässä osassa. Eristeeksi valittiin ioniset kiteet, joiden avulla voidaan rakentaa vain muutaman nanometrin kokoinen transistori. Ionisilla kiteillä voi olla täydellisen säännöllinen pinta ilman pinnasta ulkonevaa yksittäistä atomia, mikä voisi häiritä transistorin toiminnassa tarvittavaa sähkökenttää. Uuden erittäin ohuen transistorin eristysaineeksi valittiin kalsiumfluoridi.

Heti ensimmäinen prototyyppi ylitti kaikki odotukset: "Olemme jo vuosien ajan vastaanottaneet melko monia erilaisia transistoreita tutkia niiden teknisiä ominaisuuksia - mutta emme ole koskaan nähneet mitään kalsiumfluoridieristimellä varustetun transistorin tapaista", Tibor Grasser kertoo. "Prototyyppi, jolla on erinomaiset sähköominaisuudet, ylittää kaikki aiemmat ratkaisut."

Nyt ryhmä haluaa selvittää, mitkä eristeiden ja puolijohteiden yhdistelmät toimivat parhaiten. Kestää vielä muutama vuosi, ennen kuin tekniikkaa voidaan käyttää kaupallisesti saatavissa oleviin tietokonepiireihin, koska materiaalikerrosten valmistusprosesseja on vielä parannettava.

"Yleensä ei kuitenkaan ole epäilystäkään siitä, että 2D-materiaaleista valmistetut transistorit ovat erittäin mielenkiintoinen vaihtoehto tulevaisuudelle", Tibor Grasser kertoo. "Tieteellisestä näkökulmasta on selvää, että äskettäin testaamiamme fluoridit ovat tällä hetkellä paras ratkaisu eristeongelmaan. Nyt on vielä muutama tekninen kysymys ratkaisematta."

Aiheesta aiemmin:

Nanorakenteinen porttieriste orgaanisille ohutkalvotransistoreille

Transistori 2D-materiaalien musteista

Näppärä kaksiulotteinen transistorirakenne

28.05.2020Ennätyskorkeaa datansiirtoa yhdellä lähettimellä
27.05.2020Apua litiummetallisille anodeille
26.05.2020Uusi resepti yhden atomin transistoreille
25.05.2020Ihoanturi seuraa C-vitamiinitasoja hiestä
22.05.2020Kohti kolmatta ulottuvuutta
21.05.2020Nopempi koherentti LiDAR
20.05.2020Rautaa rajalle, vaikka ruosteisenakin
19.05.2020Uudenlaisen kvanttitutkan prototyyppi
18.05.2020Löytää edullisesti radioaaltoja
16.05.2020Suprajohtavuutta ja topologiaa

Siirry arkistoon »