Ученые придумали, как сделать микросхему толщиной в один атомный слой

Источник материала:

В последнее десятилетие специалисты все чаще говорят о новом рубеже в наноэлектронике и производстве гибких электронных устройств на основе очень тонких материалов, состоящих всего из нескольких слоев атомов. Однако в отличие от обычных полупроводниковых устройств, в случае с однослойными чипами возникает проблема сверхточного размещения отдельных атомов в материале.

 

В принципе, это возможно сделать при помощи современных методов, контроля, таких как атомно-силовая микроскопия и ей подобные, но все эти методы непригодны для массового производства тонкой электроники.

Группа исследователей из Корнельского университета в США обнаружила новый метод, названный "узорный рост", при помощи которого возможно размещать тонкие микросхемы точно в данном месте. В последнем номере научного журнала Nature физик из Корнельского университета Марк Левендорф с коллегами рассказывает о новом методе выращивания тончайших графеновых пленок при помощи нитрида бора. Новый метод производства графена позволяет точно размещать графеновый материал и при этом сохранять толщину пленки в один атомный слой. За счет точного размещения графена у инженеров появляется возможность с максимальной отдачей использовать полезные свойства графена.

На практике это позволяет создавать гибкую и прозрачную электронику, используя принципы электронной схемотехники.

Современные электронные приборы построены на интегральных схемах: массивы полупроводниковых устройств, таких как транзисторы, объединенные проводящим материалом (например медным соединением). На базе таких подходов собираются печатные платы, которые дешевы в изготовлении и просты в использовании, поэтому их используют повсеместно.



Чтобы новое поколение наноэлектроники стало столь же доступным, оно должно обладать не меньшим уровнем эффективности и стать более дорогим. В Корнельском университете утверждают, что здесь техника "узорного роста" как раз и является секретным ключом.

В своих экспериментах специалисты расположили слой графена на медной фольге и затем удалили часть графена. Далее они наложили на конструкцию второй слой, состоящий из нитрида бора, а также аммиака. Поскольку новый слой заполнил свободные пространства в первом слое, откуда ранее была удалена часть атомов графена авторы опыта получили четкую систему, напоминающую печатную плату в один атомный слой, где присутствовал так называемый легированный графен - как проводник и нитрид бора - как изолятор. В электронике комбинация проводника и изолятора позволяет создать так называемый переход, необходимы для работы платы.

Корнельские специалисты говорят, что созданная ими "плата" в один атомный слой действует аналогичной современным печатным многослойным платам, правда работает гораздо быстрее. Хотя формально новая плата не является однослойной, так как в ней присутствует еще медная подложка, без которой конструкция рушится, в электрическом плане она не играет роли.

В статье говорится, что медная подложка не является прозрачной, однако ее можно заменить на прозрачное электрически-нейтральное соединение, наложив на него однослойную плату, чтобы получить очень тонкую, гибкую и прозрачную микросхему.