Penggantian atom membentuk komponen utama transistor dalam satu lapisan ultratipis

Para peneliti di Korea Selatan telah membuat transistor yang berfungsi dengan mengganti atom-atom tertentu dalam material ultratipis, membentuk komponen utama di dalam satu lapisan alih-alih merakit lapisan-lapisan terpisah dari material berbeda.

Tim dari Institut Sains Dasar melaporkan penelitian itu di Science. Transistor, sakelar mungil yang digunakan dalam rangkaian elektronik, memerlukan semikonduktor, isolator, dan kontak listrik. Menggabungkan bagian-bagian tersebut sangat sulit dilakukan pada material setipis atom: pelapis bisa tidak merata, sementara pemasangan kontak logam dapat merusak permukaan atau menghambat arus.

Para peneliti memulai dengan lapisan tipis yang mengandung tungsten dan selenium. Dengan mempertahankan tungsten pada tempatnya, mereka mengganti atom selenium tertentu untuk menciptakan bagian isolator, semikonduktor yang berbeda, dan lapisan kontak berdaya hantar sangat tinggi. Mereka mengendalikan perubahan itu selapis atom demi selapis atom, masing-masing setebal sekitar 0,7 nanometer, kurang dari sepermiliar meter.

Dalam pengujian, transistor yang dihasilkan memerlukan perubahan tegangan sebesar 61,3 milivolt untuk mengubah arusnya sepuluh kali lipat, mendekati batas minimum teoretis sekitar 60 milivolt untuk transistor konvensional pada suhu ruang. Tim tersebut juga menumpuk dua jenis transistor untuk membuat rangkaian pembalik sinyal sederhana yang beroperasi pada satu volt.

Pendekatan ini dapat menyederhanakan pembuatan perangkat elektronik yang lebih kecil dan berdaya lebih rendah. Sebelum dapat diterapkan dalam skala besar, peneliti harus menunjukkan bahwa penggantian atom tersebut berlangsung seragam dan andal di seluruh permukaan luas yang digunakan dalam produksi cip.