Sostituzioni atomiche creano i componenti chiave di un transistor in un'unica pellicola ultrasottile

Ricercatori in Corea del Sud hanno realizzato transistor funzionanti sostituendo atomi selezionati in un materiale ultrasottile, formando i componenti chiave all'interno di un'unica pellicola anziché assemblare strati separati di materiali diversi.

Il gruppo dell'Institute for Basic Science ha descritto il lavoro su Science. I transistor, i minuscoli interruttori usati nei circuiti elettronici, richiedono un semiconduttore, un materiale isolante e contatti elettrici. Combinare questi elementi è particolarmente difficile con materiali dallo spessore atomico: i rivestimenti possono essere irregolari e l'applicazione dei contatti metallici può danneggiare la superficie o ostacolare il passaggio della corrente.

I ricercatori sono partiti da una pellicola contenente tungsteno e selenio. Mantenendo il tungsteno al suo posto, hanno sostituito atomi selezionati di selenio per creare regioni isolanti, un semiconduttore diverso e strati di contatto altamente conduttivi. Hanno controllato le modifiche uno strato atomico alla volta, ciascuno spesso circa 0,7 nanometri, meno di un miliardesimo di metro.

Nei test, il transistor ottenuto ha richiesto una variazione di tensione di 61,3 millivolt per modificare la corrente di un fattore dieci, un valore vicino al minimo teorico di circa 60 millivolt per i transistor convenzionali a temperatura ambiente. Il gruppo ha inoltre sovrapposto due tipi di transistor per costruire un semplice circuito invertitore di segnale che funzionava a un volt.

L'approccio potrebbe semplificare la produzione di dispositivi elettronici più piccoli e a minor consumo. Prima di poterlo applicare su vasta scala, i ricercatori dovranno dimostrare che le sostituzioni atomiche funzionano in modo uniforme e affidabile sulle ampie superfici utilizzate nella produzione dei chip.