امکان ساخت ترانزیستورهای زیر یک نانومتر فراهم می‌شود

با ارائه یک روش ساخت جدید، مسیر تولید ترانزیستورهایی با ابعاد کمتر از یک نانومتر امکان‌پذیر می‌شود. در این راستا یک تیم تحقیقاتی روش جدیدی را برای دستیابی به رشد اپیتاکسیال مواد فلزی ۱D با عرض کمتر از ۱ نانومتر ارائه کرده است.

کد خبر: ۷۱۸۱۱۲

تاریخ: ۱۹ تير ۱۴۰۳ - ۱۰:۵۴

به گزارش ایران اکونومیست، این گروه به سرپرستی جو مون هو از مرکز مواد جامد کوانتومی ون در والس در انستیتوی علوم پایه (IBS)، از این فرآیند برای توسعه ساختار جدیدی به منظور ساخت مدارهای منطقی نیمه‌هادی ۲D استفاده کردند. نکته قابل توجه این است که آنها از فلزات یک بعدی به عنوان الکترود دروازه در ترانزیستور فوق‌العاده ریز استفاده کردند.

دستگاه‌های یکپارچه مبتنی برمواد  نیمه‌هادی دو بعدی که در پایین‌ترین ابعاد بوده و از نظر ضخامت در مقیاس اتمی هستند، می‌توانند در تحقیقات پایه و کاربردی حوزه الکترونیک نقش مهمی داشته باشند. با این حال، تحقق چنین دستگاه‌های ترانزیستوری فوق‌العاده نازک که می‌توانند حرکت الکترون را در چند نانومتر کنترل کنند، چالش‌برانگیز است.

این که چقدر بتوان دستگاه‌های نیمه‌هادی را با هم ترکیب کرد، به عرض و بازده کنترل الکترود دروازه بستگی دارد، دروازه‌ای که کنترل جریان الکترون‌ها در ترانزیستور را کنترل می‌کند. در فرایندهای ساخت نیمه‌هادی معمولی، کاهش طول دروازه زیر چند نانومتر به دلیل محدودیت وضوح لیتوگرافی غیرممکن است.

برای حل این مشکل فنی، این تیم تحقیقاتی از مرز دوقلوی آینه (MTB) در دی سولفید مولیبدن (MoS۲) استفاده کرده است؛ ماده‌ای که یک نیمه‌هادی دوبعدی بوده و عرضی در حد ۰٫۴ نانومتر دارد. آنها از این ساختار به عنوان الکترود دروازه برای غلبه بر محدودیت‌های فرآیند لیتوگرافی استفاده کردند.

در این پروژه، محققان فاز فلزی یک بعدی MTB را ارائه کردند که این کار با کنترل ساختار کریستالی نیمه‌هادی دو بعدی در سطح اتمی حاصل شد و آن را به یک ساختار یک بعدی MTB  تبدیل کرد. این نتایج نشان‌دهنده پیشرفت قابل توجه نه تنها برای فناوری نیمه‌هادی نسل بعدی، بلکه برای علم مواد است، زیرا سنتز در ابعاد بزرگ را از طریق کنترل مصنوعی ساختار بلوری امکان‌پذیر می‌کند.

به نقل از ستاد نانو، نقشه راه بین‌المللی دستگاه‌ها و سیستم‌ها (IRDS) پیش‌بینی می‌کند فناوری گره نیمه‌هادی تا سال ۲۰۳۷ به حدود ۰٫۵ نانومتر با طول دروازه ترانزیستور ۱۲ نانومتر برسد. این تیم تحقیقاتی نشان داد که عرض کانال تعدیل شده توسط میدان الکتریکی اعمال شده از دروازه یک بعدی MTB می‌تواند به اندازه ۳٫۹ نانومتر برسد که به طور قابل توجهی از پیش‌بینی انجام شده فراتر می‌رود.