Od czasów pierwszych komputerów, które zajmowały całe pomieszczenia, technologia poszła do przodu o całe lata świetlne. W ciągu kolejnych dziesięcioleci komputery i komponenty elektroniczne coraz bardziej malały, stawały się szybsze i bardziej energooszczędne. Ten niepowstrzymany postęp technologiczny zmierzający w kierunku coraz mniejszych i bardziej wydajnych komputerów zmierzał aż do współczesnych czasów, kiedy najbardziej pożądane są postępy w nanoskali.
Zespół badawczy finansowanego przez UE projektu SWING osiągnął kolejny kamień milowy w technologii nanoskalowej. Naukowcom tym udało się stworzyć nową metodę wytwarzania procesorów o grubości jednego atomu na dwuwymiarowych półprzewodnikach. Ich odkrycie może znamiennie wpłynąć na badania półprzewodników wykorzystujące materiały dwuwymiarowe i doprowadzić do głębokich zmian w dziedzinie produkcji nanoprocesorów. Zespół prowadzony przez Elisę Riedo profesor inżynierii chemicznej i biomolekularnej z New York University Tandon School of Engineering przedstawia swoje wyniki w
publikacji zamieszczonej w czasopiśmie „Nature Electronics”.
Opracowana przez nich innowacyjna metoda obejmuje litografię przy pomocy sondy rozgrzanej do temperatury ponad 100 °C. Technika ta zwana jest termiczną litografią z sondą skanującą (ang. thermal scanning probe lithography, t-SPL) lepiej, niż powszechnie wykorzystywane metody, sprawdza się przy wytwarzaniu elektrod metalowych na dwuwymiarowych półprzewodnikach, takich jak disiarczek molibdenu (MoS2). Materiały, takie jak MoS2, są obiecujące w kontekście opracowywania innowacyjnych komponentów elektronicznych.
Metoda i jej zalety
Według badania, metoda t-SPL pod wieloma względami jest znacznie lepsza od obecnie wykorzystywanej metody litografii przy pomocy wiązki elektronów (ang. electron beam lithography, EBL). Przede wszystkim wydatnie podnosi jakość tranzystorów 2D. Jest to możliwe, ponieważ znosi ona efekty wywoływane przez barierę Schottky’ego, która zatrzymuje przepływ elektronów w punkcie styku tworzywa półprzewodnikowego i metalu. Po drugie, ułatwia projektantom procesorów zobrazowanie dwuwymiarowego półprzewodnika i ułożenie elektrod według pożądanego przez siebie wzoru. Nie jest to natomiast możliwe przy użyciu metody EBL. Po trzecie, metoda t-SPL wiąże się ze znacznymi oszczędnościami nie tylko na wstępnych etapach inwestycji, ale także związanych z kosztami operacyjnymi. Ponieważ system taki działa w warunkach pokojowych, zużywa o wiele mniej energii, a tym samym nie wymaga generowania wysokiej próżni lub elektronów o wysokiej energii. Ponadto, dzięki tej nowej metodzie produkcyjnej, wykorzystującej równoległe sondy termalne możliwe jest łatwe wytwarzanie nanoprocesorów na skalę przemysłową.
W
artykule opublikowanym stronie internetowej „Science Daily” prof. Riedo wyraża nadzieję że dzięki metodzie t-SPL większość etapów procesu produkcji będzie można przenieść do poszczególnych laboratoriów zamiast przeprowadzać je w warunkach sterylnych których utrzymanie jest niezwykle drogie i trudne do osiągnięcia. Jeśli będzie to możliwe prawdopodobnie istotnie przyspieszy postęp w dziedzinie nauk materiałowych i projektowania procesorów w porównaniu ze stanem obecnym.
Od momentu rozpoczęcia projektu SWING (Patterning Spin-Wave reconfIgurable Nanodevices for loGics and computing) w 2016 r. koncentruje się on na rozwijaniu magnoniki, dynamicznie rozwijającej się dziedziny badawczej, łączącej zagadnienia z zakresu magnetometrii, elektroniki i elektroniki spinowej. Interdyscyplinarne podejście zastosowane w projekcie SWING czerpie z wiedzy fachowej o magnetometrii, nanonauce, fotonice i przedsiębiorczości. Projekt zakończy się w październiku 2019 r.
Więcej informacji:
strona projektu w serwisie CORDIS
poleca:
Studentnews.pl