مادة جديدة تجعل من أنصاف النواقل "أحادية البعد" ممكنة الصنع

احتمالات "أحادية البعد"

كان لمعظم عمليات التطوير التي طالت تقنيات الحاسوب هدف واحد: حشر المزيد من الترانزستورات ضمن الشريحة الحاسوبية، وبالتالي تمحورت التحديات حول العثور على مواد جديدة يمكن استخدامها لتشكيل الترانزستورات ضمن مساحة أصغر مما في حالة السيليكون، وقد عثر فريق جديد على مادة أخرى بهذه المواصفات.

استطاع فريق من الفيزيائيين في جامعة تكساس في أوستن، أن يحصل على بعض المعلومات حول ما يجري داخل أداة نصف ناقلة، ذات سماكة من المستوى الذري، وربما عثروا على طريقة لصنع ترانزستورات أقل سمكاً حتى.

تشرح الدراسة، التي نشرت في مجلة اكتشافات الأكاديمية الوطنية للعلوم، كيفية عمل نوع جديد من الترانزستورات "أي الترانزستورات ثنائية البعد" بشكل مفصل. صُنع هذا الترانزستور من ثنائي كبريت الموليبدينيوم، وتسمح هذه المادة الجديدة بنقل إشارة تشغيل–إطفاء على شريحة واحدة مسطحة.

وجد الفريق أن الترانزستورات المصنوعة من هذه المادة الجديدة تعمل بشكل مختلف عن تلك المصنوعة بشكل أساسي من السيليكون، حيث تتحرك التيارات الكهربائية بشكل مرحلي تقريباً بدلاً من أن تعبر المادة كلها في نفس الوقت، وتثار الحواف بالطاقة قبل الجزء الداخلي.

يقول كيجي لاي أحد أعضاء الفريق: "في المستقبل، إذا وضعنا تصميماً لهذه المادة بعناية فائقة، يمكن للحواف أن تنقل التيار بأكمله. لسنا في حاجة حقيقية لكامل كتلة المادة، نظراً لأن الجزء الداخلي عديم النفع. يمكننا تقليل الفقد في الاستطاعة بشكل كبير إذا استطعنا تشغيل التيار فقط في الحواف."

التنظيف

على كل حال، فإن الكلمة المفتاحية هنا هي: إذا. أثناء التجارب المتعلقة بالبحث، لاحظ الفريق الفروقات التي أدت إليها العيوب في صناعة الترانزستور. باستخدام مجهر صممه لاي، تمكن الباحثون من كشف الموجات الميكروية في الأداة ثنائية البعد، ورأوا عيوباً خيطية الشكل في وسط الترانزستورات. هذا يعني أن المادة الجديدة يجب أن تكون أكثر نقاوة حتى تعمل بالشكل الأمثل.

يقول لاي: "إذا تمكنّا من تصنيع المادة بشكل أفضل بما يكفي، ستنقل الحواف تيارات أعلى، وستكون العيوب في الجزء الداخلي أقل."