Južnokorejski znanstvenici tvrde da su od jednog kristala izradili tranzistor, ali pravo pitanje nije tehnološko – nego tko će kontrolirati proizvodnju.
Istraživački tim predvođen direktorom Jo Moon-Hom iz Centra za van der Waalsove kvantne čvrste tvari pri Institutu za baznu znanost (IBS) u Južnoj Koreji objavio je u časopisu Science rad koji opisuje postupak pretvaranja jednog slojevitog kristala u funkcionalan tranzistor. Umjesto da odvojeno proizvode poluvodič, izolator i metalne kontakte pa ih sastavljaju, istraživači su krenuli od višeslojnog volframova diselenida (WSe₂) i kemijski preobrazili pojedine atomske slojeve i područja u materijale potrebne za rad tranzistora.
Postupak se oslanja na zamjenu atoma oko volframove rešetke. Gornji slojevi WSe₂ najprije se oksidiraju u izolacijski volframov oksid (WOₓ), koji se potom u plinovitoj fazi može pretvoriti u volframov disulfid (WS₂), n-tip poluvodiča, ili u volframov ditelurid (WTe₂), polumetal. Područja koja se ne pretvore zadržavaju svojstva izvornog WSe₂. Tako se poluvodička, izolacijska i polumetalna funkcija stvaraju unutar istog matičnog kristala, bez lijepljenja i slaganja zasebnih materijala.
Što su zapravo postigli
Ključni rezultat je izolacijski sloj debljine manje od jednog nanometra koji nastaje izravno iznad kanala tranzistora, bez nanošenja dodatnog dielektrika. U tako izrađenim tranzistorima promjena napona na vratima od samo 61,3 milivolta povećava struju deseterostruko – gotovo na teorijskoj granici za sobnu temperaturu od oko 60 milivolti po dekadi. Omjer uključene i isključene struje prelazi deset milijuna.
Kontakti od WTe₂ smanjili su barijeru za ulazak naboja na otprilike trećinu one koju daju izravni platinski kontakti. Tim je dodatno izradio n-tip tranzistore od molibdenova disulfida (MoS₂) s istim oksidnim dielektrikom te vertikalno složene p-tip i n-tip tranzistore koji čine komplementarni inverter – osnovni element digitalne logike.
Zvuči impresivno. I jest, na razini laboratorija. Ali upravo tu počinje ono što izvještaj prešućuje.
Dvadeset godina obećanja, nula tvornica
Dvodimenzionalni poluvodiči obećavaju već više od dva desetljeća, otkako je silicij počeo pritiskati vlastite fizikalne granice. Problem nikada nije bio pronaći bolji poluvodič – problem je bilo spojiti ga s izolatorom i kontaktima. Upravo na tome padali su brojni pokušaji: površine 2D materijala imaju malo mjesta na koja se drugi materijali mogu vezati, izravno nanošenje metala oštećuje atomski tanki sloj, a mehaničko prenošenje slojeva ne skalira se na velike površine.
Ovo istraživanje napada točno taj problem. No isto tako ostaje unutar granica akademskog laboratorija. Rad je objavljen u Scienceu, ne u pogonu. Nema podatka o prinosu, o varijacijama između uzoraka, o trošku po tranzistoru ni o tome može li se postupak ponoviti na industrijskoj pločici od 300 milimetara. Bez toga, „novi put prema ultraniskopotrošnim i vertikalno integriranim uređajima”, kako ga opisuje Jo, ostaje obećanje, a ne proizvod.
I tu dolazimo do pitanja koje izvor ne postavlja: kome će ta tehnologija pripasti ako ikada sazrije?
0 komentara
Još nema komentara. Budite prvi.