Espanjalaisen Institute of Photonic Sciences (ICFO) tutkijat ovat belgialaisen IMEC:n ja taiwanilaisen TSMC:n tutkijoiden kanssa julkaisseet Nature-lehdessä katsauksen grafeenin ja 2D-materiaalien hyödyntämisestä ja haasteista piipohjaisissa piiritekniikoissa. Myös MIT:ssä on tehty uusi 2D-materiaali-innovaatio.
Nature-lehden katsauksessaan tutkijat esittävät käsityksensä siitä, kuinka ja miksi kaksiulotteiset materiaalit voisivat ylittää nykyisen tekniikan nykyiset haasteet ja kuinka ne voivat parantaa sekä laitekomponenttien toimintoja että suorituskykyä tulevaisuuden tekniikoiden ominaisuuksien parantamiseksi.
Laskennallisille järjestelmille ja etenkin transistorien alalla he osoittavat, kuinka esimerkiksi seostuksen, kontaktiresistanssin ja eristys/kapseloinnin haasteita voidaan vähentää integroitaessa 2D-materiaalit piitekniikkaan.
Kaksiulotteiset voisivat myös radikaalisti parantaa muistia ja datantallennuslaitteita uusilla kytkentämekanismeilla meta-eriste-metalli -rakenteilla, välttää vuotovirrat muistiryhmissä tai jopa edistää kuparilangoitetun piirien suorituskykyä kiinnittämällä grafeenia ultraohuiksi kuparin suojamateriaaliksi ja siten vähentää resistanssia, sirontaa ja itselämpenemistä.
Tähän mennessä kehitetyt suojapinnoitteet ovat osoittautuneet kalliiksi tai myrkyllisiksi eikä niitä voida tarvittaessa poistaa. Nyt kansainvälinen tutkijaryhmä on MIT:n kanssa kehittänyt erittäin ohuen 2D-pinnoitteen, joka on edullinen, helppo levittää ja voidaan poistaa tarvittaessa. Mukana on ollut japanilaisia, kiinalaisia, australialaisia ja myös tanskalaisia tutkijoita.
”Kaksiulotteisten materiaalien tutkimus on erittäin aktiivinen kenttä”, toteaa Nanobitteja.fi:n uutisessa MIT:n professori Ju Li. Niillä on epätavallisten elektronisten ja optisten ominaisuuksiensa vuoksi lupaavia sovelluksia, kuten erittäin herkät valonilmaisimet.
Mutta monet näistä kaksiulotteisista, erityisesti musta fosfori ja siirtymämetallidikalkogenien (TMD) materiaaliluokka syöpyvät nopeastikin, kun ne altistuvat kostealle ilmalle tai erilaisille kemikaaleille.
Lisää: Nanobitteja (LINKKI), A new way to corrosion-proof thin atomic sheets -artikkeli MIT News -lehdessä 4.10.2019 (LINKKI) ja Nature-tiedelehden artikkeli (LINKKI) sekä ICFO:n tiedoteuutinen 30.9.2019 (LINKKI)
Kuva: Uusia 2D-materiaaleja voidaan integroida nykyisiin piirakenteisiin. Katso kuva tarkemmin ja rajaamattona (LINKKI). Kuva ICFO / F. Vialla
Tärkeimmät teknologiauutiset kätevästi myös uutiskirjeenä! Tilaa (LINKKI)
LUE – UUTTA – LUE – UUTTA – LUE – UUTTA
Uusi ammattilehti huipputekniikan kehittäjille – Lue ilmaiseksi verkosta
https://issuu.com/uusiteknologia.fi/docs/2_2019/