به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از اینترستینگ اینجینرینگ، محققان چینی ماده جدیدی ابداع کرده اند که ظرفیت ایجاد تراشه‌های کامپیوتری دو بعدی و کم مصرف را دارد.

این تیم با استفاده از یک روش اکسیداسیون منحصر به فرد، لایه‌ای پایدار و فوق العاده نازک از اکسید آلومینیوم، با ضخامت ۱.۲۵ نانومتر را روی سطح آلومینیوم تک کریستالی در دمای محیط تشکیل دادند.

این ماده جدید، که نشت کم، چگالی حالت سطح مشترک پایین، و مقاومت دی الکتریک بالا را ارائه می‌دهد، الزامات سختگیرانه تعیین شده توسط نقشه راه بین المللی برای دستگاه‌ها و سیستم‌ها را برآورده می‌کند.

گروهی از مؤسسه میکروسیستم و فناوری اطلاعات شانگهای آکادمی علوم چین ادعا می‌کنند که این اختراع ظرفیت بهبود کارایی انرژی را دارد که می‌تواند پیامد‌های مهمی برای افزایش عمر باتری گوشی‌های هوشمند داشته باشد.

از آنجایی که ترانزیستور‌های اثر میدان سیلیکونی «اف‌ ای تی» (FET) به محدودیت‌های خود در کوچک‌سازی می‌رسند، مواد جدیدی برای کاهش مشکلاتی مانند اثرات کانال کوتاه مورد نیاز است. مواد دو بعدی، مانند دی سولفید مولیبدن (MoS۲)، به دلیل نازکی اتمی و تحرک بالای حامل، امیدوارکننده هستند.

با این حال، فقدان مواد دی الکتریک با کیفیت بالا، پتانسیل کامل اف‌ ای تی‌های دو بعدی را مختل می‌کند. دی‌الکتریک‌های اکسید آمورف معمولی مانند SiO۲، Al۲O۳، و HfO۲ در ایجاد رابط‌های نرم با مواد دوبعدی شکست می‌خورند که منجر به نشت بالا و استحکام پایین دی الکتریک می‌شود.

به گفته محققان، در حالی که دی‌الکتریک‌های کریستالی مانند نیترید بور شش ضلعی (hBN) و فلوراید کلسیم (CaF۲) رابط‌های نرم‌تری ارائه می‌کنند، اما همچنان با چالش‌هایی مانند جریان‌های نشتی بالا و مشکلات در مقیاس‌پذیری به ضخامت اتمی مواجه هستند.

اخیراً، اکسید‌های فلزی نازک اتمی به دلیل خواص منحصر به فردشان، امیدبخش بوده‌اند. این مواد را می‌توان به راحتی بر روی سطوح فلزی تشکیل داد و خواص دی الکتریک کافی و سطوح مسطح را فراهم کرد که به طور بالقوه می‌تواند بر محدودیت‌های فعلی در «اف‌ای‌تی»‌های دو بعدی غلبه کند.

هر «اف‌ای تی» دارای یک دروازه آلومینیومی با عرض ۱۰۰ میکرومتر و طول ۲۵۰ نانومتر است. یک شکاف هوایی کوچک بین دروازه‌های طلایی و آلومینیومی عایق کامل را تضمین می‌کند.

این تیم در مقاله خود می‌گوید:  این موفقیت به عنوان پایه‌ای برای پیشرفت‌های بیشتر در تنوع، مقیاس پذیری و قابلیت تولید اکسیده‌ای تک کریستالی عمل خواهد کرد و انتقال یکپارچه نیمه رسانا‌های دو بعدی از آزمایشگاه‌ها به محیط صنعتی را تسهیل خواهد کرد.

جزئیات تحقیقات این تیم در مجله نیچر منتشر شده است.