Første molybdenitmikrochip

(PhysOrg.com) - Molybdenit, et nyt og meget lovende materiale, kan overstige de fysiske grænser for silicium. EPFL -forskere har bevist dette ved at lave den første molybdenitmikrochip, med mindre og mere energieffektive transistorer.

Efter at have afsløret de elektroniske fordele ved molybdenit, EPFL -forskere har nu taget det næste endelige trin. Laboratory of Nanoscale Electronics and Structures (LANES) har lavet en chip, eller integreret kredsløb, bekræfter, at molybdenit kan overstige de fysiske grænser for silicium med hensyn til miniaturisering, elforbrug, og mekanisk fleksibilitet.

”Vi har bygget en indledende prototype, sætte fra to til seks serielle transistorer på plads, og vist, at grundlæggende binære logiske operationer var mulige, hvilket beviser, at vi kan lave en større chip, ”Forklarer LANES -direktør Andras Kis, der for nylig offentliggjorde to artikler om emnet i det videnskabelige tidsskrift ACS Nano .

I begyndelsen af ​​2011, laboratoriet afslørede potentialet for molybdendisulfid (MoS2), en relativt rigelig, naturligt forekommende mineral. Dens struktur og halvledende egenskaber gør det til et ideelt materiale til brug i transistorer. Det kan således konkurrere direkte med silicium, den mest anvendte komponent inden for elektronik, og på flere punkter konkurrerer det også med grafen.

Tre atomer tykke

“Den største fordel ved MoS2 er, at det giver os mulighed for at reducere størrelsen på transistorer, og dermed yderligere miniaturisere dem, ”Forklarer Kis. Det har ikke været muligt indtil nu at lave lag af silicium, der er mindre end to nanometer tykke, på grund af risikoen for at starte en kemisk reaktion, der oxiderer overfladen og kompromitterer dens elektroniske egenskaber. Molybdenit, på den anden side, kan bearbejdes i lag kun tre atomer tykke, gør det muligt at bygge chips, der er mindst tre gange mindre. I denne skala, materialet er stadig meget stabilt, og ledningen er let at kontrollere.

Ikke så grådig

MoS2 -transistorer er også mere effektive. ”De kan tændes og slukkes meget hurtigere, og kan sættes i en mere komplet standbytilstand, ”Forklarer Kis.
Molybdenit er på niveau med silicium med hensyn til dets evne til at forstærke elektroniske signaler, med et udgangssignal, der er fire gange stærkere end det indgående signal. Dette beviser, at der er ”et stort potentiale for at skabe mere komplekse chips, ”Siger Kis. "Med grafen, for eksempel, denne amplitude er omkring 1. Under denne tærskel, udgangsspændingen ville ikke være tilstrækkelig til at føde et sekund, lignende chip. ”

Indbygget fleksibilitet

Molybdenit har også mekaniske egenskaber, der gør det interessant som et muligt materiale til brug i fleksibel elektronik, såsom til sidst i designet af fleksible chipsplader. Disse kunne, for eksempel, bruges til at fremstille computere, der kan rulles sammen eller enheder, der kan sættes på huden.