Для того, чтобы соблюсти выполнение закона Гордона Мура, инженеры постоянно стараются уменьшить габариты компонентов, из которых состоят кристаллы чипов. Основным таким компонентом является полевой транзистор, состоящий из канала и управляющего затвора, который отделяется от структуры канала тонким слоем изоляционного материала. Уменьшая размеры транзисторов, производители чипов столкнулись с тем, что при уменьшении толщины изоляционного слоя ниже 1 нанометра резко возрастает ток утечки транзистора, ток, текущий через канал, когда транзистор находится в закрытом состоянии. Решить эту проблему можно путем замены оксидного изолирующего слоя слоем другого материала, свойства которого позволят во много снизить токи утечки. И над поисками таких материалов работает группа исследователей из Стэнфордского университета, эксперименты которых привели к получению весьма необычных результатов.
Исследователи из Стэнфордского университета работали с математическими моделями двухмерных материалов, имеющих толщину всего в несколько атомов. Полученные расчетные данные показали, что существует ряд двухмерных материалов, которые могут переключиться из токопроводящего состояния в состояние электрического изолятора при растяжении этого материала. А если ученым удастся получить живые образцы такого материала и подтвердить его уникальные электрические характеристики, то этот материал может стать решением проблемы тока утечки, что, в свою очередь, позволит сделать транзисторы еще меньшими.
Исследуемый материал относится к классу так называемых переходных металлических дихалькогенидов, материалов, содержащих один из 15 металлов с одним из трех членов семейства халькогенов, серой, селеном или теллуром. В исследованиях ученые использовали один слой атомов молибдена, зажатый между двумя слоями теллура, а на приведенном ниже видеоролике можно увидеть процесс растяжения кристаллической решетки этого материала, влекущий за собой переключение его электрических свойств.
Созданная компьютерная модель демонстрируем массу привлекательных свойств нового материала. Однако, ученым еще неизвестно, смогут ли они получить реальные образцы такого материала. И даже если им удастся получить какие-то опытные образцы, это еще не означает, что используемая технология будет подходить для условий крупномасштабного производства. В случае самого плохого расклада, новый материал будет ожидать участь одноатомных транзисторов, опытные образцы которых были успешно созданы, но их производство в количестве миллионов и миллиардов единиц не представляется сейчас возможным.
