Transistores del futuro: científicos crean una capa ultrafina a escala atómica

Según Ixbt.com, investigadores taiwaneses han logrado un avance significativo en la microelectrónica moderna al desarrollar una capa amortiguadora ultrafina capaz de resolver uno de los problemas fundamentales de los transistores basados en semiconductores bidimensionales. Con un espesor de solo 0,42 nm, esta capa de óxido de aluminio, compuesta por unos pocos átomos, permite colocar el aislante lo más cerca posible del canal conductor. Esta tecnología podría ser un paso crucial hacia la creación de chips a escala atómica. Así lo informa Ixbt.com informa .

Es bien sabido que, en un contexto donde la miniaturización de los elementos tradicionales basados en silicio es cada vez más difícil, los semiconductores bidimensionales como el disulfuro de molibdeno (MoS₂), con un espesor de una capa atómica, se consideran una alternativa prometedora. En un transistor convencional, la puerta controla el movimiento de los electrones a lo largo del canal semiconductor, separados por un dieléctrico que actúa como aislante eléctrico. Cuanto más fina es esta capa, mejor es el control de la corriente por parte de la puerta.

El desafío principal de la electrónica bidimensional

Sin embargo, la particularidad del material MoS₂ es que casi no tiene enlaces químicos libres en su superficie. Por lo tanto, los dieléctricos tradicionales tienen dificultades para formar un recubrimiento fino y uniforme sobre él. Como resultado, surgen defectos microscópicos que provocan fugas de corriente.

Además, las perturbaciones en la interfaz entre los dos materiales dificultan el movimiento de los electrones y degradan significativamente las características generales del transistor. Los científicos lograron resolver este complejo problema mediante una especie de "imprimación" a nivel atómico.

Una nueva tecnología y sus capacidades

Inicialmente, los investigadores depositaron una capa de aluminio de aproximadamente 0,3 nm sobre la superficie del MoS₂ y luego la oxidaron cuidadosamente. El resultado fue una capa homogénea de óxido de aluminio de 0,42 nm. Con esto, los científicos lograron cumplir simultáneamente tres objetivos contradictorios.

En primer lugar, el dieléctrico principal se forma de manera más uniforme y sin agujeros. En segundo lugar, la capa amortiguadora protege eficazmente el canal semiconductor de defectos eléctricos. Las estructuras experimentales probadas mostraron una buena eficiencia manteniendo un bajo nivel de fuga de corriente.

No obstante, la producción en masa aún está lejos. La tecnología requiere la transferencia de capas de MoS₂ y un procesamiento en condiciones de vacío ultra alto. Según los expertos, a medida que los transistores se acercan a dimensiones atómicas, el control de las interfaces a nivel de átomos individuales se vuelve tan crucial como el descubrimiento de los materiales mismos.