Vědci sestrojili integrovaný obvod s tranzistory z molybdenitu

0

Švýcarští vědci z École Polytechnique Fédérale de Lausanne se molybdenitem a jeho možnou aplikací v polovodičových součástkách zabývají už několik let. Naposledy se jim dostalo mediální pozornosti přesně před rokem, kdy vytvořili první funkční tranzistor z molybdenitu. Nyní tým výzkumníků, jejichž vedoucím je profesor Andras Kis, hlásí další úspěch: z těchto tranzistorů sestrojili první jednoduché integrované obvody.

Z krystalů přírodního molybdenitu vědci vyrobili plátky široké přibližně 10 µm o tloušťce 0,65 nm (tedy 650 pm). Ty nanesli na křemíkový wafer, přidali zlaté elektrody a vrstvu oxidu hafničitého. Ten tvoří jakýsi můstek mezi molybdenitem a zlatem, které z nějakého důvodu mezi sebou špatně vedou elektrický proud. Následně byly na wafer naneseny zlaté vodivé cesty, čímž byly tranzistory propojeny do integrovaného obvodu.

Molybdenit, tedy sulfid molybdenu (MoS2), má oproti grafenu jednu velkou výhodu. Je to přirozený polovodič, jinými slovy v materiálu existuje „zakázaný pás“ (band gap) – energie, kterou je nutné dodat elektronu, aby se stal pohyblivým nosičem náboje. Tento jev, pro polovodiče stěžejní vlastnost, umožňuje, že tranzistor může být buď zapnutý, nebo vypnutý, čímž reprezentuje binární stavy. Zakázaný pás molybdenitu má hodnotu 1,8 eV.

Grafen je naproti tomu od přírody vodič a zakázaný pás se v něm musí cíleně vytvořit. To lze dvěma způsoby, buď do něj pouštět napětí okolo 100 V (což je například u mobilních zařízení nemožné), nebo jej řezat na 5–10 nm tenké plátky, což je oproti použití přirozeného polovodiče pochopitelně složitější. Oproti takto zpracovanému grafenu má pak molybdenit vyšší mobilitu náboje, další žádanou vlastnost polovodiče. Zatímco z křemíku nebude možné stavět tranzistory menší než 10 nm, hranice možností molybdenitu leží na třech až čtyřech nanometrech.

Ačkoliv dosavadní výsledky zkoumání vypadají nadějně, Andras Kis krotí nadšení. Křemík nás podle něj hned tak neopustí. „Stále je zde mnoho otázek, například jak tohle vyrábět ve velkém měřítku,“ říká. „O křemíku už lidé vědí všechno, co se o něm lze naučit. Molybdenit má ale před sebou ještě spoustu zkoumání.“

Zdroj: Technology Review

Ohodnoťte tento článek!