В 2022 году китайские физики совершили настоящий прорыв, создав самый маленький транзистор в истории человечества — его размер составляет всего 0,34 нм!
Как же китайским инженерам удалось достичь такой миниатюризации?
Фактически они фактически переизобрели транзистор. Пока это только экспериментальный "Транзистор с боковой стенкой" — срез атомарного графена (Cn), толщина которого соответствует одному атому углерода и несколько атомов алюминия, гафния и молибдена!
Предыдущий рекорд самого маленького транзистора, установленный в 2016 году американскими учеными, был равен 1 нм
Удивительно, но для создания такого крошечного устройства не понадобился литограф — устройство, способное создавать микрочипы. Литограф представляет собой сложный электронный микроскоп, который работает на наноуровне, вытравливая на микрочипах необходимый рисунок лазером. Затем этот рисунок обрабатывается химическими веществами, и в результате получаются микрочипы.
Однако китайские ученые пошли другим путем
Для создания своего транзистора они использовали обычную кремниевую подложку в качестве основания. На этой подложке они изготовили несколько ступеней из сплава титана и палладия. На верхнюю ступень уложили лист графена, причем, как особо подчеркнули ученые, при укладке особой точности не требовалось.
Затем на лист графена поместили заранее окисленный на воздухе тонкий слой алюминия, который выполняет роль изолятора конструкции. После этого запустили процесс обычного травления, в результате которого обнажился край графена и срез алюминиевой накладки.
Таким образом, получился затвор из графена толщиной всего 0,34 нм. Несколько выше него открылся срез алюминия, который уже способен формировать электрическую цепочку, но не напрямую.
На следующем этапе на ступени и на боковую часть уложили оксид гафния — изолятор, который не дает электрической связи затвора с оставшейся частью транзистора и с его каналом.
А на слой гафния уложили диоксид молибдена — полупроводник, выполняющий роль канала транзистора, управление которым осуществляется затвором в виде среза графена.
В результате учёные получили структуру, толщина которой составляет всего два атома, с затвором в один атом. Сток и исток данного транзистора — это контакты из металла, которые были нанесены на диоксид молибдена.
Так был создан самый маленький транзистор. Дальнейшее уменьшение его размеров с использованием традиционных технологических процессов пока невозможно.