Учёные открыли способ «выращивания» транзисторов субнанометрового размера

Исследовательская группа под руководством директора Центра квантовых тел Ван-дер-Ваальса Института фундаментальных наук (IBS) Джо Мун Хо реализовала новый метод эпитаксиального выращивания металлических одномерных материалов с шириной менее 1 нм. Группа применила этот процесс для разработки новой структуры для двумерных полупроводниковых логических схем. Примечательно, что они использовали одномерные металлы в качестве электрода затвора ультраминиатюрного транзистора.

Интегрированные устройства на основе двумерных (2D) полупроводников, которые демонстрируют превосходные свойства даже при предельной толщине материала вплоть до атомного масштаба, являются одним из основных направлений фундаментальных и прикладных исследований во всём мире. Однако реализация таких ультраминиатюрных транзисторных устройств, способных управлять движением электронов в пределах нескольких нанометров, не говоря уже о разработке процесса производства этих интегральных схем, сопряжена со значительными техническими трудностями.

Степень интеграции в полупроводниковых приборах определяется шириной и эффективностью управления электродом затвора, который контролирует поток электронов в транзисторе. В традиционных процессах изготовления полупроводников уменьшение длины затвора ниже нескольких нанометров невозможно из-за ограничений разрешения литографии. Чтобы решить эту техническую проблему, исследовательская группа использовала тот факт, что зеркальная двойная граница (mirror twin boundary, MTB) дисульфида молибдена (MoS₂), двумерного полупроводника, представляет собой одномерный металл шириной всего 0,4 нм. Они использовали его в качестве электрода затвора, чтобы преодолеть ограничения процесса литографии.

В этом исследовании металлическая фаза 1D MTB