Материјал из 1950-их управо је поставио савремени рекорд за муњевито брзе чипове
Научници са Универзитета Ворвик и Националног истраживачког савета Канаде известили су о највећој „покретљивости рупа“ икада измереној у материјалу који функционише у оквиру данашње производње полупроводника заснованих на силицијуму.
Силицијум (Си) чини основу већине модерних полупроводничких уређаја, али како се компоненте скупљају и збијају ближе једна другој, оне стварају више топлоте и приближавају се основним границама перформанси. Германијум (Ге), који се појавио у неким од најранијих транзистора 1950-их, изазива ново интересовање јер истраживачи проналазе начине да искористе његове супериорне електричне карактеристике, задржавајући предности утврђених метода производње силицијума.
Пробој новог материјала коришћењем напетог германијума на силицијуму
У студији објављеној у Материјали данастим који је предводио др Максим Миронов на Универзитету Варвицк показао је велики напредак за електронику следеће генерације. Истраживачи су креирали нанометарски танак германијумски епилајер на силицијуму који је стављен под притиском. Ова пројектована структура омогућава да се електрични набој креће брже него у било ком раније познатом материјалу компатибилном са силицијумом.
Др Максим Миронов, ванредни професор и вођа групе за истраживање полупроводника, Одељење за физику Универзитета у Ворвику, објашњава: „Традиционални полупроводници високе покретљивости као што је галијум арсенид (ГаАс) су веома скупи и немогуће их је интегрисати са главном производњом силицијума. водећа у свету мобилност са индустријском скалабилношћу – кључни корак ка практичним квантним и класичним интегрисаним колима великих размера.“
Како је тим постигао ултра-високу мобилност
Истраживачи су створили пробојни материјал тако што су узгајали танак слој германијума на силиконској плочици, а затим применили прецизну количину компресијског напрезања. Ово је произвело изузетно чисту и уредну кристалну структуру која омогућава да електрични набој прође са минималним отпором.
Када је тестиран, материјал је достигао покретљивост рупа од 7,15 милиона цм2 по волт-секунди (у поређењу са ~450 цм2 у индустријском силицијуму), резултат без преседана који указује да електрони и рупе могу да путују кроз њега много лакше него кроз конвенционални силицијум. Ово побољшање би могло довести до електронских уређаја који раде брже и троше мање енергије.
Импликације за будућу електронику и квантне технологије
Др Сергеј Студеникин, главни истраживач у Националном истраживачком савету Канаде, наводи: „Ово поставља ново мерило за транспорт наелектрисања у полупроводницима групе ИВ – материјалима у срцу глобалне електронске индустрије. То отвара врата бржој, енергетски ефикаснијој електроници и квантним уређајима који су у потпуности компатибилни са постојећом технологијом силицијума.
Налази успостављају обећавајућу нову руту за ултра-брзе полупроводничке компоненте мале снаге. Потенцијалне употребе укључују квантне информационе системе, спин кубите, криогене контролере за квантне процесоре, АИ акцелераторе и енергетски ефикасне сервере дизајниране да смање потребе за хлађењем у центрима података.
Ово достигнуће такође представља значајно достигнуће за Варвицк-ову истраживачку групу за полупроводнике и наглашава растући утицај Велике Британије у истраживању напредних полупроводничких материјала.
