Tədqiqatçılar indiyə qədər bildirilmiş ən kiçik tranzistor qapısı uzunluğu ilə tranzistor dizaynını yaratmaq texnologiyasını təsvir etdilər. O, iki atomik nazik materialdan hazırlanmışdır və qapı bir karbon atomudur.
Tranzistorun əsas komponenti qrafen təbəqəsinin kənarından hazırlanır. Qrafen və karbon nanoborucuqları kimi atomik cəhətdən nazik materialların kəşfi, sadəcə olaraq, oxşar geniş karbon nanoborucuqlarından istifadə etmək olarsa, silikondan 1 nanometrlik elementin hazırlanması ehtiyacını aradan qaldırdı.
Beləliklə, 1 nanometr tranzistorun qapısı tək karbon nanoborucuğundan hazırlanır. Problem funksional cihaz yaratmaq üçün atomik nazik materialları düzgün konfiqurasiyada düzgün yerləşdirmək idi.
Standart tranzistor dizaynı yarımkeçirici ilə ayrılmış iki keçirici elektroddan, mənbə və drenajdan ibarətdir. Yarımkeçiricinin vəziyyəti, yəni keçirici və ya izolyasiyaedici olması darvaza adlanan üçüncü keçirici elektrod tərəfindən müəyyən edilir. Bir sıra tranzistor ölçüsü meyarları olsa da, qapının uzunluğu ən vaciblərdən biridir.
Silikon, ehtimal ki, ən məşhur yarımkeçiricidir, lakin atom baxımından nazik yarımkeçiricilər də mövcuddur. Bu materiallar arasında ən məşhuru molibden disulfiddir. 2021-ci ildə beynəlxalq tədqiqatçılar qrupu artıq ondan qalınlığı birdən bir neçə atoma qədər olan yeni ikiölçülü tranzistorların yaradılmasını elan edib. Daha sonra Stenford Universitetinin tədqiqatçıları molibden disulfiddən çevik substrata monoatomik yarımkeçiricilərin köçürülməsi texnologiyasını işləyib hazırladılar. Onlar cəmi 5 mikron qalınlığında çevik tranzistorlar əldə edə bildilər.
Molibden disulfidi kimyəvi bağlarının düzülüşünə görə tək atom qədər nazik olmasa da, yığcamdır. Tədqiqatçılar yarımkeçirici material kimi molibden disulfiddən istifadə ediblər. Mənbə və drenaj elektrodları onunla təmasda olan metal zolaqlar idi.
Əvvəlki 1 nanometrlik cihazda tranzistor qapısı tək karbon nanoborudan hazırlanmışdı. Daha kiçik bir ölçüyə nail olmaq çətindir, lakin mümkündür. Qrafen təbəqələri yastı karbon nanoborucuqlarına bənzəyir: onlar bir-birinə bağlanmış karbon atomlarının təbəqələridir. Vərəqin uzunluğu və eni nanoborununkindən çox böyük olsa da, qalınlığı yalnız bir karbon atomu olacaq.
Yeni işin sirri qrafen vərəqinin kənarının oriyentasiyasındadır. Tədqiqatçılar qeyd etdilər ki, belə bir dizaynı hazırlamaq kifayət qədər asandır, çünki o, atom baxımından nazik materialların hər hansı birinin son dərəcə dəqiq yerləşdirilməsini tələb etmir.
Tədqiqatçılar tranzistoru yaratmaq üçün silisium və silikon dioksid təbəqələrindən başladılar. Silikon sırf struktur idi - tranzistorun özündə deyil. Qapı materialını yaratmaq üçün silisium və silikon dioksidin üstünə bir qrafen təbəqəsi qoyuldu. Tədqiqatçılar üstünə alüminium təbəqəsi qoydular. Alüminium keçirici olsa da, bir neçə gün havada qaldı, bu müddət ərzində səth alüminium oksidinə çevrildi. Beləliklə, qrafen təbəqəsinin alt səthi silikon dioksid üzərində idi və üstü hər ikisi izolyator olan alüminium oksidi ilə örtülmüşdü. Bu, tranzistor avadanlığının qalan hissəsindən qrafenin kənarından başqa hər şeyi təcrid etməyə imkan verdi.
Qrafenin kənarını ifşa etmək üçün tədqiqatçılar sadəcə olaraq alüminium kənarını altındakı silikon dioksidə qədər həkk etdilər. Nəhayət, onlar bir vərəq qrafendən kepenk kimi istifadə edə bildilər. Bu nöqtədə, bütün cihaz, darvazanın və avadanlıqların qalan hissəsi arasında kiçik bir boşluq təmin edən bir izolyator olan nazik bir hafnium oksid təbəqəsi ilə örtülmüşdür. Qrafenin kənarı (hazırda cihazın şaquli hissəsinin divarına yerləşdirilib) molibden disulfidi ilə yaxın idi. Və bağlayıcının uzunluğu qrafen təbəqəsinin qalınlığına bərabər idi - bir karbon atomu və ya 0,34 nanometr.
Bundan sonra tədqiqatçılar yeni dizaynla onlarla tranzistor yaradıblar. Bəziləri sübut etdi ki, avadanlıq həqiqətən tranzistor kimi işləyir, baxmayaraq ki, bu kifayət qədər yüksək gərginlik tələb edir.
Tədqiqatçılar tranzistorun təkmilləşdirilməsi üçün bir çox yollar təklif etdilər.
Həqiqətən vacib olan odur ki, onlar funksional tranzistorun bir hissəsi kimi atomik nazik materialın ən kiçik ölçüsündən həqiqətən faydalanmağın bir yolunu tapdılar. Və onlar cihaza qrafen və molibden sulfid əlavə edildikdə, xüsusilə dəqiq yerləşdirmə tələb etmədən bunu etdilər. Bu, qismən onunla əlaqədardır ki, qrafenin dəqiq yerləşdirməyə ehtiyacı olan hissəsi - kənarı aşındırma yolu ilə yaradılmışdır. Və molibden disulfidi sadəcə olaraq qapını örtmək və mənbə ilə drenajın birləşdirildiyi yerə çatmaq üçün yerləşdirilməli idi.
bbabo.Net