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Wissenschaftler haben einfach ein Graphen-Transistor-Gate von der Breite eines Atoms hergestellt

Es gab keinen größeren Zaubertrick im Know-how als die Taschenspielertricks, die von ausgeführt wurden Moores Gesetzgebung. Digitale Elemente, die, wenn sie in Ihre Handfläche gesteckt werden, längst atomar geworden sind und aus unserer Welt verschwinden, um sich im Quantenreich niederzulassen.

Allerdings stoßen wir jetzt an die bitteren Grenzen dieser Entwicklung. Im ein Papier offenbart in Natur Diese Woche schrieben Wissenschaftler des Tsinghua College in Shanghai, dass sie ein Graphen-Transistor-Gate mit einer Größe von 0,34 Nanometern (nm) konstruiert haben – oder ungefähr den Abmessungen eines einzelnen Kohlenstoffatoms.

Das Gate, ein Chipelement, das Transistoren ein- und ausschaltet, ist ein wesentliches Maß für die Transistorabmessungen. Frühere Analysen hatten bereits Gate-Längen zugeschoben ein Nanometer und unter. Durch die Skalierung der Gate-Längen bis hin zu den Dimensionen einzelner Atome setzen die neuesten Arbeitseinheiten eine brandneue Marke, die schwer zu schlagen sein wird. „Früher oder später wird es für Einzelpersonen praktisch nicht möglich sein, eine Gate-Größe kleiner als 0,34 nm herzustellen“, sagte Tian-Ling Ren, Senior Creator der Zeitung unterrichtet IEEE-Spektrum. “Dies könnte der letzte Knotenpunkt für Moores Gesetzgebung sein.”

Ätzen eines 2D-Sandwiches

Transistoren haben ein paar Kernelemente: die Versorgung, den Drain, den Kanal und das Gate. Strom fließt von der Versorgung über den Kanal vor dem Gate in den Drain. Das Gate schaltet diese Gegenwart ein oder aus, abhängig von der verwendeten Spannung.

Aktuelle Fortschritte bei der übermäßigen Miniaturisierung von Transistorgates hängen von einigen faszinierenden Materialien ab. 2016 bspw. Forscher verwendeten Kohlenstoffnanoröhren– das sind einatomige Kohlenstoffschichten, die zu Zylindern gerollt werden – und ein 2D-Material, das als Molybdändisulfid bezeichnet wird, um eine Gate-Größe von 1 Nanometer zu realisieren. Silizium ist ein besserer Halbleiter, da elektrische Ströme in Molybdändisulfid auf zusätzlichen Widerstand stoßen, aber wenn die Gate-Längen unter 5 Nanometer sinken, lecken Elektronen durch die Gates in Siliziumtransistoren. Der reine Widerstand von Molybdändisulfid verhindert dieses Auslaufen im kleinsten Maßstab.

Aufbauend auf dieser früheren Arbeit untersuchen die Forscher in der neuesten zusätzlich ausgewähltes Molybdändisulfid für seine Kanalmaterialien und ein kohlenstoffbasiertes Gate. Aber als Ersatz für Kohlenstoffnanoröhren, die durchgehend einen Nanometer groß sind, schienen sie kleiner zu werden. Rollen Sie ein Nanoröhrchen ab und Sie erhalten ein Plattenprodukt aus Kohlenstoffatomen, das als Graphen bezeichnet wird. Graphen hat jede Art von aufmerksamkeitsstarken Eigenschaften, darunter eine hervorragende Leitfähigkeit. Die Breite und Größe einer Graphenfolie sind tatsächlich größer als bei einer Nanoröhre – der Rand ist jedoch nur ein einziges Kohlenstoffatom dick. Diese Eigenschaft nutzte die Belegschaft geschickt aus.

Zuerst legten sie eine Schicht Silikon für die Bodenkonstruktion auf. Dann legten sie unter Verwendung einer Graphen-Herstellungstechnik, die als chemische Gasphasenabscheidung bezeichnet wird, eine Schicht aus Graphen auf das Siliziumdioxid und eine Schicht Aluminiumoxid auf das…

Quelle: getdigitaltech.com


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