Текущая страница: Главная Новости ИТ Швейцарские ученые предложили альтернативу кремнию

Швейцарские ученые предложили альтернативу кремнию

Ученые Laboratory of Nanoscale Electronics and Structures (LANES) Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария) впервые создали компьютерный чип из природного материала молибденита (MoS2). Он может составить низкоэнергоемкую альтернативу кремнию.

В ходе экспериментов исследователи доказали, что чипы из молибденита могут быть меньше, чем кремниевые, по размеру, потреблять меньше электричества и обладать значительной гибкостью.

До сих пор ученым не удалось довести толщину слоя кремния в микросхеме до значений меньше 2 нм из-за риска окисления поверхности и ухудшения электрических свойств материала. Толщина слоя молибденита может составлять всего три атома, что позволит изготовить чипы в три раза меньшего размера.

Даже при таких ничтожных размерах материал сохраняет устойчивость и его электропроводность легко поддается контролю, утверждает директор LANES Андрас Кис.

Молибденит превосходит кремний и по способности усиливать электрические сигналы — выходной сигнал в четыре раза сильнее, чем входной. Следовательно, транзисторы из MoS2 могут отличаться чрезвычайно высокой энергоэффективностью, а это, по словам Киса, открывает потенциальные возможности для создания более сложных чипов.

Молибденит гибкий и из него можно создавать гибкие чипы. В один прекрасный день на их базе будет создан компьютер, который можно будет скручивать в рулон, или эластичные устройства, повторяющие формы человеческого тела.

Молибденит сравнивают с графеном, еще одним гибким полупроводником, его рассматривают как естественную замену кремнию. Толщина слоя графена составляет один атом, атомы расположены в виде сот.

В 2011 году ученые из IBM создали интегральную схему на графене. Эта схема может работать на частоте до 10 ГГц, то есть выполнять 10 млрд циклов в секунду. Максимальная скорость, обеспечиваемая кремниевыми чипами, составляет 4 ГГц.

Эксперименты с графеном выявили множество возможных областей применения, в том числе будущий высокоскоростной Интернет, производство быстрозаряжающихся батарей и печатных схем повышенного быстродействия и плотности.

Группа под руководством Киса установила ключевое преимущество молибденита перед графеном — он может усиливать электронные сигналы при комнатной температуре, графен же для этой цели должен быть охлажден до –203 °С (при такой температуре азот переходит в жидкое состояние).

Несмотря на многообещающие возможности молибденита, по словам ученых, от его коммерческого использования нас отделяет не менее 10-20 лет. В настоящее время в LANES заняты изучением вопроса, можно ли повысить электропроводность материала.