Kolmen atomin paksuisia piirejä

Stanfordin yliopiston sähkötekniikan apulaisprofessori Eric Popin johdolla on osoitettu, miten voisi olla mahdollista valmistaa teollisesti atomisesti ohutta materiaalia ja elektroniikkaa.

Tuotetut ohuet materiaalit olisivat läpinäkyviä ja joustavia tavalla, mikä mahdollistaisi kehittää elektronisia laitteita, jollaiset eivät muutoin olisi mahdollisia.

Tutkijaryhmän tavoitteena oli kehittää valmistusprosessi, jolla muuntaa yksikerroksiset tai kaksiulotteiset sirut käytännön realiteeteiksi.

Stanford ryhmän työ alkoi valmistamalla molybdeenidisulfidikiteen tarpeeksi suureksi, jotta siihen voi muodostaa sirun piirit. Se edellytti suunnilleen peukalonkynnen kokoisen kiteen valmistamista. Ryhmä valmisti arkin saostamalla kolme kerrosta atomeja kiderakenteeksi, joka on 25 miljoonaa kertaa leveämpi kuin se on paksu. Se saavutettiin tarkoitukseen viritetyllä CVD-prosessilla.

Kiteen valmistuksen lisäksi heidän oli myös kuvioitava materiaali sähköisiksi kytkimiksi ja ymmärrettävä niiden toimintaa. Työ tuotti myös havainnon, että erittäin puhtaat laskeumaolosuhteet ovat välttämättömiä tehdä hyvät metallikontaktit molybdeenidisulfidin kerroksien kanssa.

Runsaasti uutta kokeellista tietoa tuottanut laboratoriotyö on myös mahdollistanut työstää tarkkoja tietokonemalleja uusista materiaaleista ja auttaa ennustamaan niiden kollektiivista käyttäytymistä piirikomponentteina.

"Meillä on vielä paljon tehtävää skaalata tämä prosessi piireiksi suuremmissa mitoissa ja paremmalla suorituskyvyllä, mutta meillä on nyt kaikki rakennuspalikat." toteaa Eric Pop yliopistonsa tiedotteessa.

Piirietsaukseen tutkijaryhmä käytti standardeja menetelmiä. Tämän osuuden he tekivät USA:n presidentin vaalikampanjan aikana, joten he kaiversivat ”kankaalleen” nanomittakaavan muotokuvat kahdesta ehdokkaasta.

"Monet ihmiset ovat kiinnostuneita elektroniikasta koska tekniikka on hyödyllistä", toteaa Pop. "Joten toivomme, että nanotrump ja nanoclinton lisäisivät kiinnostusta alan tutkimukseen.