Новые транзисторы: даже лучше, чем графен

С помощью молибденита можно сделать меньшие и более энергоэффективные чипы.

Молибденит — это материал, разработанный в Швейцарии. Результаты открытия опубликованы в издании Nature Nanotechnology.

По словам ученых, молибденит обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционным кремнием или графеном для использования в электронике.

Открытие может сыграть в отрасли важную роль, сделав возможным производство транзисторов, которые меньше по размеру и более энергоэффективные. Исследование показало, что молибденит или MoS2 является весьма эффективным проводником. Этот минерал, который в изобилии встречается в природе, часто используется как элемент стальных сплавов или в качестве добавки к смазкам. Однако до сих пор он не был в достаточной мере изучен применительно к электронике.

В 100000 раз меньше энергии

«Молибденит — это двухмерный материал, очень тонкий и удобный в нанотехнологиях. Он обладает реальным потенциалом для изготовления очень маленьких транзисторов, светодиодов и солнечных батарей», сказал профессор Андрес Кис Он сравнил преимущества молибденита с двумя другими материалами: с кремнием, используемым сегодня в электронике, и с графеном, за открытие которого в 2004 году физики Андре Гейм и Константин Новоселов были удостоены в 2010 году Нобелевской премии.

Одним из преимуществ молибденита является то, что он менее объемный, чем трехмерный кремний. «В молибденитовой пластине 0,65 нанометра толщиной электроны могут передвигаться соль же легко и беспрепятственно, что и в пластине кремния толщиной 2 нанометра», пояснил Кис. «Однако сегодня мы не можем изготовить кремниевые пластины сопоставимой толщины с однослойным MoS2».

Другое преимущество молибденита состоит в том, что он может использоваться для изготовления транзисторов, которые в резервном состоянии расходуют в 100000 раз меньше энергии, чем обычные кремниевые транзисторы. Для включения и выключения транзистора должен использоваться полупроводник с «промежутком», и лучше всего для этой цели подходит молибденит с зазором в запрещенной зоне 1,8 электронвольт.

Лучше, чем графен

В физике твердых тел зонная теория — это способ представить энергию электронов в определенном материале. В полупроводниках между зонами находятся безэлектронные участки — так называемая ширина запрещенной зоны. Если промежуток недостаточно мал или слишком велик, определенные электроны могут миновать его.  А потому это предоставляет более эффективный уровень контроля над электрическими свойствами и поведением материала, которые просто включать и выключать.

Существование такого зазора в молибдените также дает ему преимущество перед графеном. Рассматриваемый сегодня многими учеными в качестве материала будущего графен не имеет промежутка, а произвести его искусственным путем очень сложно.

31.01.2011