موفقیت دانشمندان در اتصال مدارات الکترونیکی جایگزین سیلیکون به الکترود فلزی

[h=1] موفقیت دانشمندان در اتصال مدارات الکترونیکی جایگزین سیلیکون به الکترود فلزی [/h] ۲ اسفند ماه ۱۳۹۰

​

محققان موفق شدند مشکل دشواری اتصال ماده مولیبدنایت با ساختاری مشابه گرافن را به فلزات برطرف کنند.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، مولیبدنایت ماده ای است همانند گرافن که دارای ساختار ورقه ای به ضخامت یک اتم است. این ماده می تواند جایگزین سیلیکون در صنعت نیمه هادی ها شود. یکی از مشکلات استفاده از این ماده آن است که اتصال آن به فلزات دشوار است. محققان نشان دادند که چگونه می توان مدارات منطقی ساخته شده از این ماده را به یک الکترود طلا متصل کرد.

به دلیل محدودیت های فیزیکی سیلیکون، این ماده باید توسط ماده ای جدید جایگزین شود. چند سال است که گرافن برای نشستن روی این تخت کاندید شده است. گرافن ماده ای است نازک به ضخامت یک اتم از جنس اتم های کربن که دارای ساختار لانه زنبور است. اما این ماده نیز برای کامپیوترهای غیرکوانتومی محدودیت دارد، به این دلیل که گرافن به صورت ذاتی نیمه هادی نیست؛ بنابراین باید طی یک فرایند جداگانه ای این ماده را نیمه هادی کرد. از سوی دیگر مولیبدنایت (MoS2) ماده ای ذاتا نیمه هادی بوده و همانند گرافن دارای ساختار ورقه ای به ضخامت یک اتم است. بنابراین می توان از آن در تولید قطعات الکترونیکی استفاده کرد.

«آندریاس کیس» و همکارانش از موسسه فناوری فدرال سوئیس، روشی برای استفاده از این مواد در مدارات الکترونیکی یافته است.

او نتایج کار خود را در قالب مقاله ای تحت عنوان «MoS2 transistorsSingle-layer» در نشریه «Nature Nanotechnology» به چاپ رسانده است.

مولیبدنایت ماده ای است که هم در طبیعت یافت شده و هم می توان آن را در آزمایشگاه تولید کرد. همانند سیلیکون، این ماده گاهی خواص رسانایی داشته و گاهی هم نارسانا می شود که این به ولتاژ اعمالی یا باند گپ بستگی دارد.

مشکل استفاده از مولیبدنایت این است که تولید مدارات منطقی به ضخامت یک اتم از این ماده دشوار بوده و همچنین چگونگی اتصال آن به فلزات در پرده ای از ابهام است. برای حل این مشکل محققان سوئیسی روشی ارائه کرده اند. این گروه تحقیقاتی دریافته است که می توان با استفاده از هیدروکسید هافنیوم، الکترود طلا را به این ماده متصل کرد. در پایان کار یک مدار منطقی بسیار نازک 0.65 نانومتری به دست آمد که در مقایسه با گرافن بسیار ارزان تر است.

البته «کیس» و همکارانش انتظار ندارند که صنعت کامپیوتر از سیلیکون دست برداشته و به این زودی ها به سراغ مولیبدنایت آید، شاید هم هیچ گاه این کار را نکند. هنوز چیزهای زیادی وجود دارد که محققان باید درباره این ماده بدانند. مواد زیادی برای این جایگزینی وجود دارد، آنها معتقدند شاید مواد دیگر نظیر نانولوله های کربنی گزینه بهتری برای جایگزینی سیلیکون باشد. با این وجود این حقیقت که مولیبدنایت می تواند جایگزینی برای سیلیکون باشد، کمی از فشار وارده بر سازندگان تراشه که دائما با این چالش درگیر هستند، می کاهد.