Transistor, una ricerca abbatte la barriera del nanometro: si arriva a 0,34 nm

Transistor, una ricerca abbatte la barriera del nanometro: si arriva a 0,34 nm
di

Dopo che Samsung e IBM hanno ideato un nuovo transistor le cui dimensioni possono scendere al di sotto del nanometro, abbattendo una barriera ritenuta insuperabile dalle tecnologie moderne, una ricerca sembra suggerire che sia possibile creare transistor "atomici" unendo tra loro materiali con specifiche proprietà.

Il paper della ricerca è stato pubblicato su Nature ed è firmato da una serie di ricercatori della Tsinghua University di Pechino. Stando a quanto spiega il paper, la chiave per ridurre i transistor oltre il nanometro sarebbe la sostituzione dei processi produttivi con materiali atomici che hanno come proprietà intrinseche quelle che vengono "impresse" al transistor tramite la sua manifattura. In parole più semplici, utilizzando i giusti materiali, è possibile che le proprietà naturali di questi ultimi sostituiscano la lavorazione umana dei transistor, che difficilmente riuscirà ad abbattere la frontiera dimensionale del nanometro.

Facciamo un passo indietro: il design di un transistor standard richiede due elettrodi conduttivi e un semiconduttore che li separa. Generalmente, il semiconduttore più noto e utilizzato è il silicio, perché ha la capacità di essere sia un conduttore che un isolante al contempo. Lo stato di conduzione del silicio viene imposto da un terzo elettrodo, chiamato gate e montato anch'esso nel transistor.

Tuttavia, i ricercatori spiegano che il silicio potrebbe essere sostituito dal solfuro di molibdeno, una molecola composta da due atomi che ha dimensioni e volume molto minori di quella di silicio, riducendo enormemente le dimensioni del transistor. Inoltre, il solfuro di molibdeno è anche molto semplice da lavorare, il che lo rende un'ottima scelta per l'industria elettronica.

I due elettrodi utilizzati dalla ricerca sono semplici strisce di metalli conduttivo. Per quanto riguarda l'elettrodo-gate, invece, al momento nell'industria (quantomeno nelle sue ricerche sui chip a 1 nm) vengono usati dei nanotubi di carbonio, che hanno dimensioni decisamente ridotte ma che possono essere ulteriormente rimpicciolite: in tal senso, i ricercatori hanno pensato ad un "foglio" di atomi di carbonio, il cui spessore arriva ad essere pari a quello di un solo atomo di carbonio e che, nella giusta posizione, può svolgere le stesse funzioni dei nanotubi.

Aldilà dei materiali, i ricercatori dell'Università Tsinghua hanno lavorato sulla geometria del singolo transistor, che viene realizzato tridimensionalmente come mostra l'immagine sottostante: su un livello di base di diossido di silicio (nero) viene montato il gate a forma di foglietto di grafene (blu), che attiva o disattiva il semiconduttore, ovvero il solfuro di molibdeno (giallo). Infine, il grafene viene separato dal molibdeno, eccetto che in un punto, da uno strato di ossido di alluminio (rosso), mentre al di sopra del molibdeno sono montati i due elettrodi conduttivi (verde).

Stando alla ricerca, il design ideato dagli scienziati pechinesi potrebbe ridurre le dimensioni dei transistor a 0,34 nm, abbattendo la barriera del nanometro. Al momento, comunque, i ricercatori sono riusciti a produrre una decina di chip con questa tecnologia, e ci vorranno ancora diversi anni perché essa venga implementata su larga scala.

FONTE: Nature
Quanto è interessante?
1
Transistor, una ricerca abbatte la barriera del nanometro: si arriva a 0,34 nm