Революционное открытие в области нанотехнологий: создан сверхмалый одномерный транзистор без использования литографии.

Группа южнокорейских ученых совершила прорыв в области наноэлектроники, разработав метод создания транзисторов субнанометрового масштаба без применения традиционных литографических технологий. Это достижение может значительно опередить текущие прогнозы развития полупроводниковой промышленности

Согласно планам Института инженеров электротехники и электроники (IEEE), ожидалось, что технология производства транзисторов с шириной затвора 12 нм и шагом 0,5 нм будет освоена только к 2027 году. Однако исследователи из Южной Кореи уже сейчас смогли создать транзистор с шириной затвора всего 0,4 нм, способный управлять каналом шириной 3,9 нм.

Ключом к этому достижению стало изучение дефектов в кристаллической структуре дисульфида молибдена (MoS₂). Ученые обнаружили, что при определенных условиях эти дефекты можно преобразовать в металлическую фазу, создавая таким образом сверхтонкий металлический электрод шириной 0,4 нм. Такая точность недостижима даже для самых современных литографических сканеров.

Процесс формирования этого уникального электрода происходит на границе между растущими участками кристаллической подложки MoS₂. Контролируя эпитаксиальный рост, исследователи смогли превратить эту границу в одномерный металлический электрод атомарной толщины.

Команда из Центра квантовых твердых тел Ван-дер-Ваальса при Институте фундаментальных наук (IBS) в Тэджоне не только продемонстрировала возможность выращивания одномерных металлических структур, но и успешно применила их для создания двумерных полевых транзисторов и экспериментальных микросхем. Исследования показали, что электрод затвора шириной 0,4 нм эффективно управляет проводимостью канала шириной 3,9 нм, обеспечивая при этом высокую электронную проводимость.

Одно из главных преимуществ новой технологии заключается в простоте структуры транзистора. В отличие от современных транзисторов с круговым затвором или технологии FinFET, новая конструкция практически лишена паразитных емкостей. Это обещает значительное улучшение скорости переключения и энергоэффективности будущих микросхем.

Руководитель проекта, профессор Чо Мун-Хо, подчеркнул потенциал новой технологии: "Метод получения одномерной металлической фазы путем эпитаксиального роста открывает новые горизонты в ультраминиатюризации полупроводниковых устройств. Мы ожидаем, что эта технология станет ключевой в разработке разнообразных энергоэффективных и высокопроизводительных электронных устройств будущего." Это открытие может произвести революцию в производстве микроэлектроники, позволяя создавать более компактные, быстрые и энергоэффективные устройства. Оно также может ускорить развитие квантовых вычислений и других передовых технологий, требующих манипуляций на атомарном уровне.

Однако, несмотря на многообещающие результаты, предстоит решить еще много задач перед тем, как эта технология сможет быть внедрена в массовое производство. Необходимо разработать методы масштабирования процесса, обеспечить его воспроизводимость и интеграцию с существующими технологиями производства микросхем. Тем не менее, это исследование демонстрирует, что границы возможного в области наноэлектроники продолжают расширяться, открывая путь к созданию электронных устройств следующего поколения, которые могут превзойти все существующие технологии по своим характеристикам и функциональности.

Источник: 3dnews.ru