Международная группа учёных из Университета Уорика (Великобритания) и Национального исследовательского совета Канады сообщила о прорыве в создании материалов для электроники будущего. Им удалось добиться рекордной скорости движения электрического заряда в новом материале, который при этом полностью совместим с существующим кремниевым производством. Это открытие может стать ответом на фундаментальные ограничения современных кремниевых чипов, которые при уменьшении размеров сталкиваются с проблемами перегрева и снижения производительности.
Секрет успеха кроется в возвращении к германию — материалу, который использовался в самых первых транзисторах 1950-х годов. Исследователи создали наноструктуру, вырастив сверхтонкий слой германия на стандартной кремниевой пластине и искусственно сжав его, создав напряжение. Эта инженерная конструкция, названная напряжённым германием на кремнии (cs-GoS), обеспечила беспрецедентно высокую "подвижность дырок" — показатель того, насколько легко положительный заряд движется в материале.
В ходе испытаний новый материал показал подвижность в 7,15 миллионов квадратных сантиметров на вольт-секунду, что в тысячи раз выше, чем у промышленного кремния. Это означает, что электронные устройства на его основе смогут работать значительно быстрее и при этом потреблять меньше энергии. Важнейшим преимуществом является то, что для производства таких чипов не потребуется кардинально менять существующие технологические линии, в отличие от перспективных, но дорогих и несовместимых материалов вроде арсенида галлия.
Открытие прокладывает путь к созданию нового поколения электроники: от высокопроизводительных процессоров для искусственного интеллекта и энергоэффективных серверов для дата-центров до ключевых компонентов для квантовых компьютеров, таких как кубиты и контроллеры. Это достижение не только устанавливает новый стандарт для полупроводниковой индустрии, но и укрепляет позиции международных научных групп в гонке за материалами следующего поколения.
Источник: A 1950s material just set a modern record for lightning-fast chips