Gennembrud rapporteret i fremstilling af nanochips

Et internationalt team af forskere har rapporteret et gennembrud i fremstillingen af ​​atom-tynde processorer-en opdagelse, der kan have vidtrækkende virkninger på nanoskala-chipproduktion og i laboratorier over hele kloden, hvor forskere undersøger 2-D-materialer til stadigt mindre og hurtigere halvledere.

Holdet, ledet af New York University Tandon School of Engineering Professor i kemi og biomolekylær teknik Elisa Riedo, skitserede forskningsresultaterne i det seneste nummer af Naturelektronik .

De demonstrerede, at litografi ved hjælp af en sonde opvarmet til over 100 grader Celsius overgik standardmetoder til fremstilling af metalelektroder på 2-D halvledere, såsom molybdendisulfid (MoS2). Sådanne overgangsmetaller er blandt de materialer, som forskere mener kan erstatte silicium til atomisk små chips. Teamets nye fremstillingsmetode - kaldet termisk scanning sonde litografi (t -SPL) - giver en række fordele i forhold til nutidens elektronstråle litografi (EBL).

Først, termisk litografi forbedrer signifikant kvaliteten af ​​2-D-transistorer, opveje Schottky -barrieren, som hæmmer elektronstrømmen ved skæringspunktet mellem metal og 2-D-substratet. Også, i modsætning til EBL, den termiske litografi gør det muligt for chipdesignere nemt at billede 2-D-halvlederen og derefter mønstre elektroderne, hvor det ønskes. Også, t-SPL-fabrikationssystemer lover betydelige indledende besparelser samt driftsomkostninger:De reducerer strømforbruget dramatisk ved at arbejde under omgivende forhold, eliminerer behovet for at producere elektroner med høj energi og at generere et ultrahøjt vakuum. Endelig, denne termiske fremstillingsmetode kan let skaleres op til industriel produktion ved hjælp af parallelle termiske sonder.

Riedo udtrykte håb om, at t-SPL vil tage mest fabrikation ud af knappe rene rum-hvor forskere skal konkurrere om tiden med det dyre udstyr-og ind i individuelle laboratorier, hvor de hurtigt kan fremme materialevidenskab og chipdesign. Presedensen for 3D-printere er en passende analogi:En dag vil disse t-SPL-værktøjer med sub-10 nanometeropløsning, kører på standard 120 volt effekt under omgivende forhold, kunne blive tilsvarende allestedsnærværende i forskningslaboratorier som hendes.

"Mønstermetalkontakter på monolag MoS2 med forsvindende Schottky -barrierer ved hjælp af termisk nanolithografi" vises i januar 2019 -udgaven af Naturelektronik og kan tilgås på http://dx.doi.org/10.1038/s41928-018-0191-0 med en "News &Views" analyse på https://www.nature.com/articles/s41928-018-0197 -7.

Riedos arbejde med termiske sonder går mere end et årti tilbage, først med IBM Research - Zürich og efterfølgende SwissLitho, grundlagt af tidligere IBM -forskere. En proces baseret på et SwissLitho -system blev udviklet og brugt til den aktuelle forskning. Hun begyndte at udforske termisk litografi til metal nanofabrikation ved City University of New York (CUNY) Graduate Center Advanced Science Research Center (ASRC), arbejder sammen med co-first-forfattere af papiret, Xiaorui Zheng og Annalisa Calò, som nu er postdoktorale forskere ved NYU Tandon; og Edoardo Albisetti, der arbejdede på Riedo -teamet med et Marie Curie Fellowship.