Ученые создали новый класс ультратонких проводников для наноэлектроники

Источник: Asir Khan / Eric Pop

Источник: Il-Kwon Oh / Asir Khan

Авторы и источники / Правообладателям

Специалисты из Стэнфордского университета создали новый тип проводников, который позволит создавать сверхтонкие пластины для наноэлектроники. Эти проводники смогут заменить традиционные материалы и сделать различные электрические устройства еще более мелкими. Они сделаны на основе фосфида ниобия.

По мере уменьшения чипов и других электронных устройств одним из слабых звеньев стали проводники для них. Стандартные металлические провода по мере истончения все хуже проводят электричество, что накладывает ограничения на эффективность наноразмерной электроники. Например, у меди ухудшение качеств наблюдается при уменьшении толщины провода до 50 нанометров, а фосфид ниобия обладает лучшими проводящими свойствами уже при толщине около 5 нанометров.

Фосфид ниобия исследователи называют топологическим полуметаллом. Весь материал может проводить электричество, но его внешние слои обладают лучшими свойствами проводника, чем внутренние. По мере уменьшения толщины пленки средняя область с относительно низкой проводимостью сокращается, а хорошо проводящая поверхность остается, улучшая характеристики материала в целом.

Многие ученые работали над задачей уменьшения проводников при сохранении их свойств. Сейчас в наноэлектронике это достигается в основном за счет выстраивания четкой кристаллической структуры материалов. Но это требует очень высоких температур и больших затрат. Поэтому авторы проекта искали некристаллическое решение проблемы, и вариант с фосфидом ниобия стал первым в своем роде.

Такие пленки не требовательны к кристаллической структуре, поэтому могут создаваться при более низких температурах. Это позволит наносить их, не повреждая, например, компьютерные чипы.

Авторы исследования не считают, что фосфид ниобия быстро заменит более традиционную медь в микроэлектронике. Однако они уверены, что для определенных задач, где требуется минимальная толщина проводника, этот материал подойдет. Кроме того, можно рассмотреть другие топологические полуметаллы в качестве альтернативы. Это следующая задача ученых из Стэнфорда. Возможно, удастся обнаружить еще более эффективное соединение.