Transistoren aus ultradünnen 2D-Materialien machen einen Schritt nach vorne

Laut Professor Saptarshi Das vom Penn State’s College of Engineering können zweidimensionale Materialien verwendet werden, um kleinere Hochleistungstransistoren als die traditionell aus Silizium hergestellten herzustellen. Er und sein Team führten Tests durch, um die technologische Realisierbarkeit von Transistoren aus 2D-Materialien zu bestimmen.

Wir leben in einer digitalen und vernetzten Welt, die von Daten angetrieben wird“, sagte Das. „Big Data erfordert mehr Speicher- und Verarbeitungsleistung. Wenn Sie mehr Daten speichern oder verarbeiten möchten, müssen Sie immer mehr Transistoren verwenden.“ Mit anderen Worten, da die moderne Technologie immer kompakter wird, müssen dies auch die Transistoren tun.

Silizium, das 3D-Material, das seit sechs Jahrzehnten zur Herstellung von Transistoren verwendet wird, kann laut Das nicht kleiner hergestellt werden, was seinen Einsatz in Transistoren zunehmend herausfordernd macht. Frühere Forschungsstudien haben jedoch ergeben, dass 2D-Materialien als Alternative zehnmal dünner als die derzeit praktizierte Siliziumtechnologie hergestellt werden können.

In ihrer Studie züchteten die Forscher einlagiges Molybdändisulfid und Wolframdisulfid unter Verwendung einer metallorganischen chemischen Gasphasenabscheidungstechnik, die von der 2D Crystal Consortium NSF Materials Innovation Platform (2DCC-MIP) in Penn State erhalten wurde.

Um zu verstehen, wie die neuen 2D-Transistoren funktionieren, analysierten die Forscher statistische Maße in Bezug auf Schwellenspannung, Unterschwellensteigung, Verhältnis von maximalem zu minimalem Strom, Feldeffektträgermobilität, Kontaktwiderstand, Treiberstrom und Trägersättigungsgeschwindigkeit.

Die Tests bestätigten die Brauchbarkeit der neuen Transistoren und bewiesen, dass die Technologie laut Das nun in die Fertigung und Entwicklung übergehen kann. „Diese neuen Transistoren können dazu beitragen, die nächste Generation von Computern schneller, energieeffizienter und in der Lage zu machen, mehr Datenverarbeitung und -speicherung auszuhalten“, sagte er.