İnqrid Fadelli tərəfindən , Phys.org

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Transistor Miqyasının Təkamül Diaqramı. Əsas texnologiya qovşaqlarını nümayiş etdirən kəsişən STEM şəkilləri: 22 nm FinFET (C.-H. Jan və b., IEDM, səh. 3.1.1–3.1.4, 2012), 3 nm FinFET (W. Hafez və b., VLSI Symp., səh. 1–2, 2024) və GAAFET (N. Loubet və b., VLSI Symp., səh. T230–T231, 2017). Müəllif: Du və b.

Son illərdə elektronika mühəndisləri silikonu əvəz edə biləcək və elektron cihazların daha da inkişaf etdirilməsinə imkan yarada biləcək yarımkeçirici materialları müəyyən etməyə çalışırlar. Molibden disulfidi (MoS₂) kimi ikiölçülü (2D) yarımkeçiricilər ən perspektivli həllər arasında olduğunu sübut etdi, çünki onların nazikliyi və qısa kanal effektlərinə qarşı müqaviməti yüksək performanslı və daha kiçik elektronika yarada bilər.

Lakin, 2D materiallarına əsaslanan tranzistorlar və digər elektron komponentlər yaratmaq üçün mühəndislər onlara elektrik əlaqələrini qoşa və etibarlı şəkildə omik kontaktlar yarada bilməlidirlər ki, bu da elektrik cərəyanının yaranan cihazlardan sərbəst axmasına imkan verir. Lakin cihazlar kiçildikcə, 2D yarımkeçiricilərə qoşulması çox çətin olan daha kiçik kontaktlar da tələb olunur.

Nanjing Universitetinin və Çinin digər institutlarının tədqiqatçıları bu yaxınlarda ultra qısa və aşağı müqavimətli yarımmetallik antimon kristal kontaktlarını birbaşa MoS₂ üzərində etibarlı şəkildə yetişdirmək üçün yeni bir strategiya təqdim etdilər.

Onların “Nature Electronics” jurnalında dərc olunmuş məqalədə qeyd olunan yanaşması , 2D yarımkeçirici materiala əsaslanan ultra kiçik və yüksək performanslı tranzistorlar yaratmağa imkan verdi.

“2D yarımkeçirici tranzistorların 1 nanometrlik qovşaqdan kənara çıxarılması, akademik dairələrin və sənayenin çoxlu işinə və geniş gözləntilərinə baxmayaraq, hələ də qeyri-müəyyən olaraq qalır”, – məqalənin baş müəllifi Xinran Vanq Tech Xplore-a bildirib.

“Cihazın miqyaslanması ilə bağlı əvvəlki işlər əsasən kanal miqyasına yönəlmişdi, lakin cihazın performansını məhdudlaşdıran əslində kontaktdır. Əsas çətinliklərdən biri həddindən artıq kontakt uzunluğunda böyük kontakt müqaviməti R _{c -dir. R c kontakt uzunluğu L c} ilə miqyaslanır , burada ötürmə uzunluğu L _T daşıyıcıların metaldan yarımkeçiriciyə yeridilə biləcəyi uzunluq miqyasını təmsil edir.”

“1 nm qovşaq üçün LT-nin 20 nm-dən kiçik olması tələb olunur ki _, bu da adətən 2D yarımkeçiricilərdə olan van der Waals kontaktları üçün çox çətindir.”Yaxın Sb(011 ̅2) kristal kontaktları olan ultra kiçik MoS ₂ tranzistoru. Müəllif: Du və digərləri ( Nature Electronics , 2025).

MoS₂-da sürmə kontaktlarını yerləşdirmək üçün strategiya

Wang və həmkarlarının son tədqiqatının əsas məqsədi, ölçüləri əhəmiyyətli dərəcədə kiçildilmiş olsa belə, ultra aşağı müqaviməti saxlayan kontaktlar yaratmaq idi. Bundan əlavə, onlar bu kontaktları 2D materiallara etibarlı şəkildə bağlamaq və sahədəki ölçü hədəflərinə (məsələn, 40 nm-dən aşağı kontakt qapısı addımı olan 1nm qovşaq) çatarkən olduqca yaxşı işləyən tranzistorlar yaratmaq məqsədi güdürdülər.

Tədqiqatçılar kristal yarımmetal antimondan kontakt tellər düzəldib və onları molekulyar şüa epitaksisi (MBE) vasitəsilə birbaşa monolayer MoS₂ filminə böyüdüblər. Bu, istənilən substrat üzərində ultra nazik kristal təbəqələrini atom-atom və yüksək dəqiqliklə yetişdirmək üçün istifadə olunan bir texnikadır.

Məqalənin həmmüəllifi Veyşenq Li izah etdi: “Biz kristal antimon ohmik kontaktlarını yerləşdirmək üçün ultra yüksək vakuumda MBE-dən istifadə etdik”.

“Proses, antimon atomlarını dəqiq idarə olunan bir sürətlə yerləşdirərkən substratı qızdırmaqla başlayır və bu da atomlara ən aşağı enerji vəziyyətinə düşmək üçün kifayət qədər vaxt verir. Bu, antimon atomlarının spontan olaraq müəyyən bir Sb(012) kristal istiqamətinə düzülməsinə və MoS₂ ilə yaxın təmas interfeysi yaratmasına imkan verir.”

Tədqiqatçılar tərəfindən təklif edilən MBE əsaslı strategiya, buxarlanmaya əsaslanan digər geniş istifadə olunan nazik təbəqə çökdürmə üsullarına nisbətən əhəmiyyətli üstünlüklərə malikdir. Ən əsası, onun dənə ölçüləri iki dəfə böyük olan yüksək keyfiyyətli, demək olar ki, fazalı təmiz Sb(012) kristalları verdiyi aşkar edilmişdir.

Li bildirib ki, “Bu yüksək keyfiyyətə görə, kontakt müqaviməti 18 nm-ə qədər az parçalanma göstərir, elektron şüasında isə buxarlanmış Sb kontaktları 60 nm-də parçalanmağa başlayır. Bildiyimiz qədər, çıxarılan LT ~13 nm 1nm düyün hədəfinə cavab verən yeganə 2D yarımkeçirici kontakt texnologiyasıdır. _“

2D material əsaslı elektronikanın inkişafı barədə məlumatlandırma

Wang, Li və onların əməkdaşlarının son səyləri MBE-nin 2D yarımkeçiricilərə əsaslanan daha kiçik, yüksək performanslı tranzistorların yaradılması potensialını vurğulayır. Tədqiqatçılar təklif etdikləri film çökdürmə strategiyasından istifadə edərək, bu günə qədər hazırlanmış ən kiçik yüksək performanslı 2D material əsaslı tranzistorun nə ola biləcəyini anladılar.

Vanq bildirib ki, “Əvvəllər insanlar 2D tranzistorlarının faydalı ola biləcəyinə inanırdılar, lakin bu cür miqyaslı cihaz uzunluqlarında onların performansının eksperimental nümayişi yox idi”.

“Biz inanırıq ki, bu iş 2D yarımkeçiricilərin laboratoriyadan fabrikə keçidini sürətləndirəcək. 2025-ci ildə IMEC cihaz yol xəritəsini yayımladı və 2D yarımkeçiricilər tranzistor miqyaslanması üçün xəritənin son variantlarıdır. Bizim işimiz bu vizyonu reallığa daha da yaxınlaşdırır.”

Bu tədqiqatçıların əldə etdiyi nəticələr elektron cihazların inkişafı üçün yeni imkanlar aça bilər və onların daha da miniatürləşdirilməsinə və potensial performans artımlarına imkan yarada bilər. Digər tədqiqat qrupları tezliklə bu işdən ilham ala və 2D materiallarına əsaslanan ultra kiçik tranzistorların istehsalı üçün oxşar strategiyalar hazırlaya bilərlər.

Vanq əlavə edib ki, “2D tranzistor texnologiyası sahəsində hələ çox iş görülməlidir. İndi kütləvi istehsal üçün bu kontakt texnologiyasının etibarlılığını və istehsal qabiliyyətini optimallaşdırmağı planlaşdırırıq. Digər vacib problem isə hazırda n-tipli analoqdan geridə qalan p-tipli kontaktdır (məsələn, WSe2 ilə) _.

“Dopinq strategiyaları və qapı yığını da aşağı interfeys tələ sıxlığı ilə hazırlanmalıdır. Dizayn-Texnologiya Birgə Optimallaşdırması (DTCO) gələcəkdə çox vacib olacaq.”

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış, Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmişdir — bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Daha çox məlumat: Mingyi Du və digərləri, İki ölçülü tranzistorlar üçün miqyaslı kristal antimon ohmik kontaktlar, Nature Electronics (2025). DOI: 10.1038/s41928-025-01500-4

Jurnal məlumatı: Nature Electronics 

© 2026 Science X Network