Разработчики утверждают, что материал существенно повысит энергоэффективность чипов и продлит срок работы смартфонов. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Китайские инженеры разработали технологию для создания двумерных компьютерных чипов с низким энергопотреблением. Полупроводниковый материал обеспечивает низкую утечку затвора, низкую плотность состояний, высокую диэлектрическую прочность и соответствует стандартам для микроэлектроники.
Исследователи разработали самосовмещенный полевой транзистор на основе сульфида молибдена с использованием слоя монокристаллического оксида алюминия (c-Al₂O₃). Используя уникальный метод окисления, инженеры сформировали стабильный, невероятно тонкий слой оксида алюминия — толщиной всего 1,25 нм — на поверхности монокристаллического алюминия при температуре окружающей среды.
Изготовление аллюминиевого затвора для транзисторов. Изображение: Daobing Zeng et al., Nature
Каждый транзистор имеет алюминиевый затвор шириной 100 мкм и длиной 250 нм. Крошечный воздушный зазор между золотыми и алюминиевыми затворами обеспечивает полную изоляцию. Длина канала составляет 300 нм.
По словам исследователей, в результате они получили полевой транзистор с превосходными контактными и диэлектрическими интерфейсами. Свойства устройства демонстрируют многообещающий контроль тока и насыщение, при этом ток стока резко увеличивается в подпороговой области.
Для демонстрации масштабируемости массивы транзисторов изготовили на 4-дюймовой пластине сульфида молибдена, полученной методом химического осаждения из паровой фазы. Высококачественные диэлектрики обеспечивают превосходный электростатический контроль, а массивы демонстрируют равномерные характеристики n-типа.
Серийно произведенный массив транзисторов. Изображение: Daobing Zeng et al., Nature
Исследователи добавляют, что прорыв послужит основой для дальнейшего прогресса в области разнообразия, масштабируемости и технологичности монокристаллических оксидов, способствуя плавному переходу двумерных полупроводников из лабораторий в промышленные условия.
