Înlocuirea atomilor permite crearea componentelor esențiale ale tranzistorului într-o singură peliculă ultrasubțire

Cercetători din Coreea de Sud au construit tranzistoare funcționale prin înlocuirea unor atomi selectați într-un material ultrasubțire, formând componentele esențiale într-o singură peliculă, în loc să asambleze straturi separate din materiale diferite.

Echipa de la Institutul pentru Științe Fundamentale a prezentat cercetarea în Science. Tranzistoarele, comutatoarele minuscule folosite în circuitele electronice, au nevoie de un semiconductor, de izolație și de contacte electrice. Combinarea acestor componente este deosebit de dificilă în cazul materialelor cu grosime atomică: straturile depuse pot fi neuniforme, iar atașarea contactelor metalice poate deteriora suprafața sau poate împiedica trecerea curentului.

Cercetătorii au pornit de la o peliculă care conținea wolfram și seleniu. Păstrând wolframul pe loc, au înlocuit anumiți atomi de seleniu pentru a crea regiuni izolatoare, un semiconductor diferit și straturi de contact cu conductivitate ridicată. Au controlat modificările strat atomic cu strat atomic, fiecare având o grosime de aproximativ 0,7 nanometri, adică mai puțin de o miliardime de metru.

În teste, tranzistorul rezultat a avut nevoie de o variație a tensiunii de 61,3 milivolți pentru a modifica de zece ori intensitatea curentului, aproape de minimul teoretic de aproximativ 60 de milivolți pentru tranzistoarele convenționale la temperatura camerei. Echipa a suprapus, de asemenea, două tipuri de tranzistoare pentru a construi un circuit simplu de inversare a semnalului, care funcționa la un volt.

Abordarea ar putea simplifica fabricarea unor dispozitive electronice mai mici și cu un consum mai redus de energie. Înainte ca aceasta să poată fi aplicată la scară largă, cercetătorii trebuie să demonstreze că substituțiile atomice se realizează uniform și fiabil pe suprafețele mari folosite în producția de cipuri.