Zazwyczaj takie elementy wykonuje się przy udziale materiałów 3D, co utrudnia ich układanie w warstwy. O nowym podejściu jego pomysłodawcy piszą na łamach Nature Nanotechnology. Jak wyjaśniają, ich technologia umożliwia wytwarzanie gładkich i jednolitych warstw na 8-calowych waflach przy jednoczesnym znacznym skróceniu czasu potrzebnego na realizację całego przedsięwzięcia.
Czytaj też: To pierwszy taki tranzystor na świecie. Wykonali go z drewna
Opisywana metoda może stanowić podstawę do komercyjnych zastosowań, w których wafle są większe niż 8 cali. Według głównego autora badań, Jiadi Zhu, używanie materiałów 2D jest świetnym sposobem na zwiększenie gęstości układu scalonego. Można to porównać do konstruowania wielopiętrowego budynku: im więcej pięter, tym więcej ludzi może znaleźć się w środku.
Pozostając w tej architektonicznej rzeczywistości, Zhu porównuje pierwsze piętro do warstwy krzemu. Następne są z kolei piętrami wykonanymi z materiałów 2D bezpośrednio zintegrowanych na górze. Członkowie zespołu skorzystali z dwusiarczku molibdenu, który ma silne elektroniczne i fotoniczne właściwości, dzięki czemu znajduje on zastosowanie w produkcji tranzystorów półprzewodnikowych.
Układy scalone mogą ulegać uszkodzeniom, gdy temperatury okazują się zbyt wysokie. Aby tego uniknąć, naukowcy stworzyli specjalny piec
Zazwyczaj w celu osadzania kolejnych warstw wykorzystuje się metodę MOCVD, która polega na rozkładaniu związków molibdenu i siarki w temperaturze powyżej 550 stopni Celsjusza. Obwody krzemowe ulegają jednak degradacji, gdy temperatury przekraczają 400 stopni Celsjusza. Chcąc uniknąć tych uszkodzeń naukowcy stworzyli piec składający się z dwóch komór. Z przodu, gdzie temperatury są niższe, zostaje umieszczony krzemowy wafel, podczas gdy z tyłu wartości są znacznie wyższe. Gdy związki molibdenu i siarki zostają odparowane, mogą być pompowane do pieca.
Czytaj też: Układ scalony pobił rekord przesyłania danych. Trudno uwierzyć w jego osiągi
Molibden rozkłada się z przodu, gdzie temperatury są stosunkowo niskie, podczas gdy związek siarki przemieszcza się w stronę tyłu pieca, gdzie zostaje rozłożony. Następnie płynie do przodu i prowadzi do reakcji chemicznej rozmieszczającej dwusiarczek molibdenu na powierzchni płytki. W ramach dalszych badań członkowie zespołu chcieliby przeanalizować podobne procesy w kontekście tworzenia takich warstw na powierzchniach innych materiałów.
