Сейчас производство новых полупроводниковых микросхем зашло в небольшой тупик. Для улучшения их свойств нужен новый материал. Из кремния ученые уже выжали все, что было можно. Пока материал, который сможет заменить кремний, не найден. Однако совсем недавно появились новости, опровергающие это утверждение.
В Федеральном политехническом институте Лозанны ученым удалось найти материал, способный отправить кремний в прошлое. Еще в то время, когда только радиоэлектроника формировалась как наука, для производства простейших детекторов использовался молибден – полупроводник природного происхождения. С развитием электроники молибденит заменили германием и кремнием. Сейчас его используют только как легирующую добавку в процессе варки стали или как добавку для смазочных материалов.
Швейцарские ученые на протяжении нескольких лет занимались исследованием «молибденового блеска» и установили, что материал, производимый из этого минерала, может заменить кремний. Кроме того, новые чипы будут иметь меньшие размеры. Ученые считают, что молибденит (MoS2) должен стать основным материалом для дальнейшего развития электроники. Ведь он довольно распространен и обладает рядом преимуществ, над кремнием.
Основное преимущество молибденита в его двухмерности. Сейчас уже вполне возможно выделить монослой материала, когда настолько тонкие кремниевые пластины нельзя создать. Подобный лист молибденита состоит из одного слоя атомов молибдена и окружающих его двух слоев атомов серы. По такому тонкому слою электроны передвигаются очень легко, что открывает возможность миниатюризировать устройства. Эта структура идеально подходит для областей наноэлектроники и электроники. На его основе можно производить крошечные и хорошо работающие транзисторы, солнечные батареи и светодиоды. Толщина листа молибдена по данным исследователей составляет 0,65 нанометра. Через него можно пропускать такой же поток электронов, как и через 2 нм слой кремния. А современные технологии выпускать кремний толщиной 2 нм еще не умеют. Кстати, если вас интересует создание интернет сайтов, рекомендую пройти по вышеуказанной ссылке.
Второе преимущество молибдена заключается в пониженном потреблении энергии. Чтобы преодолеть потенциальный барьер полупроводникового молибдена, электронам требуется всего 1,8 электронвольт. Отсюда вытекает, что при включении, выключении, а также в неактивном состоянии молибденовые транзисторы будут рассеивать и потреблять в 100 раз меньше энергии, по сравнению с кремниевыми устройствами.
На данный момент швейцарский ученые располагают тестовым образцом. Он включает в себя шесть транзисторов и предназначен только для демонстрации возможности применения его в электронике вместо кремния. Образец может выполнять самые простые логические операции. Ученые рассчитывают на то, что использование молибдена значительно увеличит плотность элементов на чипах, что приведет к уменьшению их размеров. Еще одним преимуществом станет большая гибкость по сравнению с кремниевыми устройствами.