Diody LED o grubości dwóch atomów

Fot. Eeppeliteloop
Do produkcji diod użyto materiału zwanego ditellurkiem molibdenu. Podobnie jak grafen zaliczany jest on do materiałów 2D. Wynalezienie miniaturowych diod pomoże jeszcze bardziej zminiaturyzować elektronikę, która będzie wymagała mniej energii.

Diody są wbudowane w krzemowy procesor, który komunikuje się z dwoma warstwami ditellurku molibdenu (MoTe2) w podczerwieni. Naukowcy z MIT wyeliminowali zewnętrzne źródło światła w postaci lasera i stworzyli w krzemie struktury krystaliczne, które same potrafią emitować i odbierać sygnały świetlne. O ile jednak komunikacja do procesora przebiega poprawnie, to naukowcy muszą jeszcze popracować nad efektywnością ditellurku molibdenu w roli czujnika, która jest niewystarczająca do zadowalającej komunikacji w obie strony. Jednak naukowcy już pracują nad udoskonaleniem swojej technologii.

Ditellurkek molibdenu zastosowano do lepszej komunikacji między podzespołami (fot. 2dsemiconductors)

Zastosowanie diod z nowego materiału może zmniejszyć pobór energii elektrycznej. Złożona komunikacja pomiędzy podzespołami wymaga obecnie więcej energii niż one same. Dlatego naukowcy pracują nad zastosowaniem światła w komunikacji pomiędzy podzespołami. Z jednej strony zwiększa to szybkość przesyłania danych, a z drugiej zmniejsza zapotrzebowanie na energię. Nowe konstrukcje złożone z materiałów 2D takich jak ditellurek molibdenu czy grafen pozwolą na bardziej efektywne jej wykorzystanie, a także przyspieszą komunikację pomiędzy procesorem a innymi podzespołami.

Azotek boru pełni rolę izolatora i chroni ditellurek molibdenu przed utlenianiem (fot. Benjah-bmm27)

Do budowy diody użyto wspomnianego ditellurku molibdenu oraz heksagonalnej warstwy azotku boru w roli izolatora. Dużym problemem z materiałami 2D jest ich nietrwałość. Azotek boru rozwiązuje ten problem ponieważ chroni ditellurek molibdenu przed utlenianiem. Do całości podłączono dwie grafitowe elektrody, które wzbudzały tellurek molibdenu.

Badania nad materiałami 2D przyspieszają miniaturyzację dzięki nowym właściwościom materiałów o grubości nawet jednego atomu. W 2010 roku przyznano Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki Andre Geimowi oraz Konstatinowi Novoselovowi za prace nad grafenem. Naukowcy jednak pracują również nad innymi materiałami o niewielkich rozmiarach, które mogłyby znaleźć zastosowanie w produkcji elektroniki. W przyszłości również komputerów kwantowych. | CHIP

Źródło: IEEE Spectrum