Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ

Β«ΠŸΡ€Π΅ΠΎΠ΄ΠΎΠ»Π΅Π²Π°ΡΒ» Π·Π°ΠΊΠΎΠ½ ΠœΡƒΡ€Π°: транзисторныС Ρ‚Π΅Ρ…Π½ΠΎΠ»ΠΎΠ³ΠΈΠΈ Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‰Π΅Π³ΠΎ

Π“ΠΎΠ²ΠΎΡ€ΠΈΠΌ ΠΎΠ± Π°Π»ΡŒΡ‚Π΅Ρ€Π½Π°Ρ‚ΠΈΠ²Π°Ρ… для крСмния.

Π—Π°ΠΊΠΎΠ½ ΠœΡƒΡ€Π°, Π·Π°ΠΊΠΎΠ½ΠΎΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Π”Π΅Π½Π½Π°Ρ€Π΄Π° ΠΈ ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΠ»ΠΎ ΠšΡƒΠΌΠΈ Ρ‚Π΅Ρ€ΡΡŽΡ‚ Π°ΠΊΡ‚ΡƒΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ. Одна ΠΈΠ· ΠΏΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½ β€” ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠ΅Π²Ρ‹Π΅ транзисторы ΠΏΡ€ΠΈΠ±Π»ΠΈΠΆΠ°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΊ своСму тСхнологичСскому ΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Ρƒ. Π­Ρ‚Ρƒ Ρ‚Π΅ΠΌΡƒ ΠΌΡ‹ ΠΏΠΎΠ΄Ρ€ΠΎΠ±Π½ΠΎ Ρ€Π°Π·Π±ΠΈΡ€Π°Π»ΠΈ Π² ΠΏΡ€Π΅Π΄Ρ‹Π΄ΡƒΡ‰Π΅ΠΌ постС. БСгодня Π³ΠΎΠ²ΠΎΡ€ΠΈΠΌ ΠΎ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π°Ρ…, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π² пСрспСктивС ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΠ΄Π»ΠΈΡ‚ΡŒ дСйствиС Ρ‚Ρ€Π΅Ρ… Π·Π°ΠΊΠΎΠ½ΠΎΠ², Π° Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚ β€” ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡΠΈΡ‚ΡŒ ΡΡ„Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ процСссоров ΠΈ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΡ… ΠΈΡ… Π²Ρ‹Ρ‡ΠΈΡΠ»ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… систСм (Π² Ρ‚ΠΎΠΌ числС сСрвСров Π² Π΄Π°Ρ‚Π°-Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ…).

Π£Π³Π»Π΅Ρ€ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Π΅ Π½Π°Π½ΠΎΡ‚Ρ€ΡƒΠ±ΠΊΠΈ

Π£Π³Π»Π΅Ρ€ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Π΅ Π½Π°Π½ΠΎΡ‚Ρ€ΡƒΠ±ΠΊΠΈ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‚ собой Ρ†ΠΈΠ»ΠΈΠ½Π΄Ρ€Ρ‹, стСнки ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… состоят ΠΈΠ· ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ слоя ΡƒΠ³Π»Π΅Ρ€ΠΎΠ΄Π°. Радиус Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² ΡƒΠ³Π»Π΅Ρ€ΠΎΠ΄Π° мСньшС, Ρ‡Π΅ΠΌ Ρƒ крСмния, поэтому транзисторы Π½Π° Π±Π°Π·Π΅ Π½Π°Π½ΠΎΡ‚Ρ€ΡƒΠ±ΠΎΠΊ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΡƒΡŽ ΠΏΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ элСктронов ΠΈ ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Ρ‚ΠΎΠΊΠ°. Π’ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ возрастаСт ΡΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹ транзистора ΠΈ сниТаСтся Π΅Π³ΠΎ энСргопотрСблСниС. По словам ΠΈΠ½ΠΆΠ΅Π½Π΅Ρ€ΠΎΠ² ΠΈΠ· Висконсинского унивСрситСта Π² МадисонС, ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ возрастаСт Π² ΠΏΡΡ‚ΡŒ Ρ€Π°Π·.

Π€Π°ΠΊΡ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΡƒΠ³Π»Π΅Ρ€ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Π΅ Π½Π°Π½ΠΎΡ‚Ρ€ΡƒΠ±ΠΊΠΈ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Π»ΡƒΡ‡ΡˆΠΈΠ΅ характСристики, Ρ‡Π΅ΠΌ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ извСстСн Π΄Π°Π²Π½ΠΎ β€” ΠΏΠ΅Ρ€Π²Ρ‹Π΅ Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ транзисторы появились Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ 20 Π»Π΅Ρ‚ Π½Π°Π·Π°Π΄. Но лишь Π½Π΅Π΄Π°Π²Π½ΠΎ ΡƒΡ‡Π΅Π½Ρ‹ΠΌ ΡƒΠ΄Π°Π»ΠΎΡΡŒ ΠΎΠ±ΠΎΠΉΡ‚ΠΈ ряд тСхнологичСских ΠΎΠ³Ρ€Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠΉ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΡΠΎΠ·Π΄Π°Ρ‚ΡŒ достаточно эффСктивноС устройство. Π’Ρ€ΠΈ Π³ΠΎΠ΄Π° Π½Π°Π·Π°Π΄ Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠΈ ΠΈΠ· ΡƒΠΆΠ΅ упомянутого унивСрситСта Π² ВисконсинС прСдставили ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΡ‚ΠΈΠΏ транзистора Π½Π° Π±Π°Π·Π΅ Π½Π°Π½ΠΎΡ‚Ρ€ΡƒΠ±ΠΎΠΊ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ обошСл ΠΏΠΎ характСристикам соврСмСнныС ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠ΅Π²Ρ‹Π΅ устройства.

Одним ΠΈΠ· ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠΉ устройств Π½Π° Π±Π°Π·Π΅ ΡƒΠ³Π»Π΅Ρ€ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Ρ… Π½Π°Π½ΠΎΡ‚Ρ€ΡƒΠ±ΠΎΠΊ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ Π³ΠΈΠ±ΠΊΡƒΡŽ элСктронику. Но ΠΏΠΎΠΊΠ° Ρ‡Ρ‚ΠΎ тСхнология Π½Π΅ Π²Ρ‹ΡˆΠ»Π° Π·Π° ΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Ρ‹ Π»Π°Π±ΠΎΡ€Π°Ρ‚ΠΎΡ€ΠΈΠΈ ΠΈ ΠΎ Π΅Ρ‘ массовом Π²Π½Π΅Π΄Ρ€Π΅Π½ΠΈΠΈ Ρ€Π΅Ρ‡ΠΈ Π½Π΅ ΠΈΠ΄Π΅Ρ‚.

Π“Ρ€Π°Ρ„Π΅Π½ΠΎΠ²Ρ‹Π΅ Π½Π°Π½ΠΎΠ»Π΅Π½Ρ‚Ρ‹

Они ΠΏΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‚ собой ΡƒΠ·ΠΊΠΈΠ΅ полоски Π³Ρ€Π°Ρ„Π΅Π½Π° ΡˆΠΈΡ€ΠΈΠ½ΠΎΠΉ Π² нСсколько дСсятков Π½Π°Π½ΠΎΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΎΠ² ΠΈ ΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΌ ΠΈΠ· основных ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² для создания транзисторов Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‰Π΅Π³ΠΎ. Π“Π»Π°Π²Π½ΠΎΠ΅ свойство Π³Ρ€Π°Ρ„Π΅Π½ΠΎΠ²ΠΎΠΉ Π»Π΅Π½Ρ‚Ρ‹ β€” Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΡƒΡΠΊΠΎΡ€ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚Π΅ΠΊΠ°ΡŽΡ‰ΠΈΠΉ ΠΏΠΎ Π½Π΅ΠΉ Ρ‚ΠΎΠΊ с ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля. ΠŸΡ€ΠΈ этом Π³Ρ€Π°Ρ„Π΅Π½ ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°Π΅Ρ‚ Π² 250 Ρ€Π°Π· большСй ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ, Ρ‡Π΅ΠΌ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ.

По Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΌ Π΄Π°Π½Π½Ρ‹ΠΌ, процСссоры Π½Π° основС Π³Ρ€Π°Ρ„Π΅Π½ΠΎΠ²Ρ‹Ρ… транзисторов смогут Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ Π½Π° частотах Π±Π»ΠΈΠ·ΠΊΠΈΡ… ΠΊ Ρ‚Π΅Ρ€Π°Π³Π΅Ρ€Ρ†Ρƒ. Π’ Ρ‚ΠΎ врСмя ΠΊΠ°ΠΊ частота Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹ соврСмСнных Ρ‡ΠΈΠΏΠΎΠ² ΡƒΡΡ‚Π°Π½ΠΎΠ²ΠΈΠ»Π°ΡΡŒ Π² ΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π°Ρ… 4–5 Π³ΠΈΠ³Π°Π³Π΅Ρ€Ρ†.

ΠŸΠ΅Ρ€Π²Ρ‹Π΅ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΡ‚ΠΈΠΏΡ‹ Π³Ρ€Π°Ρ„Π΅Π½ΠΎΠ²Ρ‹Ρ… транзисторов появились Π΄Π΅ΡΡΡ‚ΡŒ Π»Π΅Ρ‚ Π½Π°Π·Π°Π΄. Π‘ Ρ‚Π΅Ρ… ΠΏΠΎΡ€ ΠΈΠ½ΠΆΠ΅Π½Π΅Ρ€Ρ‹ ΠΏΡ‹Ρ‚Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΎΠΏΡ‚ΠΈΠΌΠΈΠ·ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ процСссы «сборки» устройств Π½Π° ΠΈΡ… основС. БовсСм Π½Π΅Π΄Π°Π²Π½ΠΎ Π±Ρ‹Π»ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π΅Π½Ρ‹ ΠΏΠ΅Ρ€Π²Ρ‹Π΅ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Ρ‹ β€” ΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄Π° Ρ€Π°Π·Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΈΠ· ΠšΠ΅ΠΌΠ±Ρ€ΠΈΠ΄ΠΆΡΠΊΠΎΠ³ΠΎ унивСрситСта Π² ΠΌΠ°Ρ€Ρ‚Π΅ объявила ΠΎ запускС Π² производство ΠΏΠ΅Ρ€Π²Ρ‹Ρ… Π³Ρ€Π°Ρ„Π΅Π½ΠΎΠ²Ρ‹Ρ… микросхСм. Π˜Π½ΠΆΠ΅Π½Π΅Ρ€Ρ‹ говорят, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π½ΠΎΠ²ΠΎΠ΅ устройство способно ΡƒΡΠΊΠΎΡ€ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρƒ элСктронных дСвайсов Π² Π΄Π΅ΡΡΡ‚ΡŒ Ρ€Π°Π·.

Диоксид ΠΈ сСлСнид гафния

Диоксид гафния примСняСтся Π² производствС микросхСм Π΅Ρ‰Π΅ с 2007 Π³ΠΎΠ΄Π°. Из Π½Π΅Π³ΠΎ Π΄Π΅Π»Π°ΡŽΡ‚ ΠΈΠ·ΠΎΠ»ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΉ слой Π½Π° транзисторном Π·Π°Ρ‚Π²ΠΎΡ€Π΅. Но сСгодня ΠΈΠ½ΠΆΠ΅Π½Π΅Ρ€Ρ‹ ΠΏΡ€Π΅Π΄Π»Π°Π³Π°ΡŽΡ‚ ΠΎΠΏΡ‚ΠΈΠΌΠΈΠ·ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ с Π΅Π³ΠΎ ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρƒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠ΅Π²Ρ‹Ρ… транзисторов.

Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ. Π‘ΠΌΠΎΡ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΡŒ Ρ„ΠΎΡ‚ΠΎ Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ. Π‘ΠΌΠΎΡ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΡŒ ΠΊΠ°Ρ€Ρ‚ΠΈΠ½ΠΊΡƒ Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ. ΠšΠ°Ρ€Ρ‚ΠΈΠ½ΠΊΠ° ΠΏΡ€ΠΎ Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ. Π€ΠΎΡ‚ΠΎ Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ
/ Ρ„ΠΎΡ‚ΠΎ Fritzchens Fritz PD

Π’ Π½Π°Ρ‡Π°Π»Π΅ ΠΏΡ€ΠΎΡˆΠ»ΠΎΠ³ΠΎ Π³ΠΎΠ΄Π° ΡƒΡ‡Π΅Π½Ρ‹Π΅ ΠΈΠ· Бтэнфорда ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠΈΠ»ΠΈ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ссли особым ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ Ρ€Π΅ΠΎΡ€Π³Π°Π½ΠΈΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΊΡ€ΠΈΡΡ‚Π°Π»Π»ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ структуру диоксида гафния, Ρ‚ΠΎ Π΅Π³ΠΎ элСктричСская постоянная (ΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‡Π°Π΅Ρ‚ Π·Π° ΡΠΏΠΎΡΠΎΠ±Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ срСды ΠΏΡ€ΠΎΠΏΡƒΡΠΊΠ°Ρ‚ΡŒ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅) возрастСт Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅, Ρ‡Π΅ΠΌ Π² Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€Π΅ Ρ€Π°Π·Π°. Если ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π» ΠΏΡ€ΠΈ создании транзисторных Π·Π°Ρ‚Π²ΠΎΡ€ΠΎΠ², ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΡΠ½ΠΈΠ·ΠΈΡ‚ΡŒ влияниС Ρ‚ΡƒΠ½Π½Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ эффСкта.

Π’Π°ΠΊΠΆΠ΅ амСриканскиС ΡƒΡ‡Π΅Π½Ρ‹Π΅ нашли способ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠΈΡ‚ΡŒ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹ соврСмСнных транзисторов с ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ сСлСнидов гафния ΠΈ циркония. Π˜Ρ… ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Π² качСствС эффСктивного изолятора для транзисторов вмСсто оксида крСмния. Π‘Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΄Ρ‹ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΡƒΡŽ Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½Ρƒ (Π² Ρ‚Ρ€ΠΈ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°), сохраняя Ρ…ΠΎΡ€ΠΎΡˆΡƒΡŽ ΡˆΠΈΡ€ΠΈΠ½Ρƒ Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹. Π­Ρ‚ΠΎ β€” ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒ, ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΡΡŽΡ‰ΠΈΠΉ энСргопотрСблСниС транзистора. Π˜Π½ΠΆΠ΅Π½Π΅Ρ€Π°ΠΌ ΡƒΠΆΠ΅ ΡƒΠ΄Π°Π»ΠΎΡΡŒ ΡΠΎΠ·Π΄Π°Ρ‚ΡŒ нСсколько Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°ΡŽΡ‰ΠΈΡ… ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΡ‚ΠΈΠΏΠΎΠ² устройств Π½Π° основС сСлСнидов гафния ΠΈ циркония.

БСйчас ΠΈΠ½ΠΆΠ΅Π½Π΅Ρ€Π°ΠΌ Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎ Ρ€Π΅ΡˆΠΈΡ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΎΠ±Π»Π΅ΠΌΡƒ с соСдинСниСм Ρ‚Π°ΠΊΠΈΡ… транзисторов β€” Ρ€Π°Π·Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ для Π½ΠΈΡ… ΡΠΎΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Π°ΠΊΡ‚Ρ‹ Π½Π΅Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΈΡ… Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠ². Волько послС этого ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π³ΠΎΠ²ΠΎΡ€ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΎ массовом производствС.

Π”ΠΈΡΡƒΠ»ΡŒΡ„ΠΈΠ΄ ΠΌΠΎΠ»ΠΈΠ±Π΄Π΅Π½Π°

Π‘Π°ΠΌ ΠΏΠΎ сСбС ΡΡƒΠ»ΡŒΡ„ΠΈΠ΄ ΠΌΠΎΠ»ΠΈΠ±Π΄Π΅Π½Π° довольно ΠΏΠ»ΠΎΡ…ΠΎΠΉ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ уступаСт ΠΏΠΎ свойствам ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΡŽ. Но Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΠ° Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΈΠ· унивСрситСта Нотр-Π”Π°ΠΌ ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠΈΠ»Π°, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρ‚ΠΎΠ½ΠΊΠΈΠ΅ ΠΌΠΎΠ»ΠΈΠ±Π΄Π΅Π½ΠΎΠ²Ρ‹Π΅ ΠΏΠ»Π΅Π½ΠΊΠΈ (Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½ΠΎΠΉ Π² ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ Π°Ρ‚ΠΎΠΌ) ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‚ ΡƒΠ½ΠΈΠΊΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ качСствами β€” транзисторы Π½Π° ΠΈΡ… основС Π½Π΅ ΠΏΡ€ΠΎΠΏΡƒΡΠΊΠ°ΡŽΡ‚ Ρ‚ΠΎΠΊ Π² Π²Ρ‹ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½Π½ΠΎΠΌ состоянии ΠΈ Ρ‚Ρ€Π΅Π±ΡƒΡŽΡ‚ ΠΌΠ°Π»ΠΎ энСргии Π½Π° ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅. Π­Ρ‚ΠΎ позволяСт ΠΈΠΌ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΈ Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΈΡ… напряТСниях.

ΠŸΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΡ‚ΠΈΠΏ ΠΌΠΎΠ»ΠΈΠ±Π΄Π΅Π½ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ транзистора Ρ€Π°Π·Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°Π»ΠΈ Π² Π»Π°Π±ΠΎΡ€Π°Ρ‚ΠΎΡ€ΠΈΠΈ ΠΈΠΌ. ЛоурСнса Π² Π‘Π΅Ρ€ΠΊΠ»ΠΈ Π² 2016 Π³ΠΎΠ΄Ρƒ. Π¨ΠΈΡ€ΠΈΠ½Π° устройства составляСт всСго ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ Π½Π°Π½ΠΎΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€. Π˜Π½ΠΆΠ΅Π½Π΅Ρ€Ρ‹ говорят, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ транзисторы ΠΏΠΎΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΏΡ€ΠΎΠ΄Π»ΠΈΡ‚ΡŒ дСйствиС Π·Π°ΠΊΠΎΠ½Π° ΠœΡƒΡ€Π°.

Π’Π°ΠΊΠΆΠ΅ транзистор Π½Π° основС Π΄ΠΈΡΡƒΠ»ΡŒΡ„ΠΈΠ΄Π° ΠΌΠΎΠ»ΠΈΠ±Π΄Π΅Π½Π° Π² ΠΏΡ€ΠΎΡˆΠ»ΠΎΠΌ Π³ΠΎΠ΄Ρƒ прСдставили ΠΈΠ½ΠΆΠ΅Π½Π΅Ρ€Ρ‹ ΠΈΠ· ΡŽΠΆΠ½ΠΎΠΊΠΎΡ€Π΅ΠΉΡΠΊΠΎΠ³ΠΎ унивСрситСта. ΠžΠΆΠΈΠ΄Π°Π΅Ρ‚ΡΡ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ тСхнология Π½Π°ΠΉΠ΄Ρ‘Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² ΡƒΠΏΡ€Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‰ΠΈΡ… цСпях OLED-дисплССв. Однако ΠΎ массовом производствС ΠΏΠΎΠ΄ΠΎΠ±Π½Ρ‹Ρ… транзисторов ΠΏΠΎΠΊΠ° Π³ΠΎΠ²ΠΎΡ€ΠΈΡ‚ΡŒ Π½Π΅ приходится.

НСсмотря Π½Π° это исслСдоватСли ΠΈΠ· Бтэнфорда ΡƒΡ‚Π²Π΅Ρ€ΠΆΠ΄Π°ΡŽΡ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΡΠΎΠ²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½ΡƒΡŽ инфраструктуру ΠΏΠΎ производству транзисторов ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ с ΠΌΠΈΠ½ΠΈΠΌΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ Π·Π°Ρ‚Ρ€Π°Ρ‚Π°ΠΌΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΡΡ‚Ρ€ΠΎΠΈΡ‚ΡŒ Π½Π° Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρƒ с Β«ΠΌΠΎΠ»ΠΈΠ±Π΄Π΅Π½ΠΎΠ²Ρ‹ΠΌΠΈΒ» устройствами. ΠŸΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚ΡΡ Π»ΠΈ Ρ€Π΅Π°Π»ΠΈΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ΄ΠΎΠ±Π½Ρ‹Π΅ ΠΏΡ€ΠΎΠ΅ΠΊΡ‚Ρ‹, прСдстоит ΡƒΠ²ΠΈΠ΄Π΅Ρ‚ΡŒ Π² Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‰Π΅ΠΌ.

О Ρ‡Π΅ΠΌ ΠΌΡ‹ пишСм Π² нашСм Telegram-ΠΊΠ°Π½Π°Π»Π΅:

Π˜ΡΡ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΈΠΊ

Π›ΡƒΡ‡ΡˆΠ΅ крСмния: ΡƒΡ‡Π΅Π½Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π» с Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ΅Π½Π½Ρ‹ΠΌΠΈ характСристиками

Π’ силовой ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²ΠΎΠΉ элСктроникС, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΈ Π²ΠΎ ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΈΡ… Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… областях ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²ΠΎΠΉ элСктроники, возмоТности крСмния, основного ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π°, оказались практичСски исчСрпанными. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ ΡƒΡ‡Π΅Π½Ρ‹Π΅ Π²Π΅Π΄ΡƒΡ‚ интСнсивный поиск ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² с Π½ΠΎΠ²Ρ‹ΠΌΠΈ свойствами, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΠΈΠ»ΠΈ Π±Ρ‹ ΠΎΠ±Π΅ΡΠΏΠ΅Ρ‡ΠΈΡ‚ΡŒ качСствСнный Ρ€Ρ‹Π²ΠΎΠΊ Π² достиТимых Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π°Ρ… напряТСний ΠΈ Ρ‚ΠΎΠΊΠΎΠ² ΠΈ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‡ΠΈΡ… Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π°Ρ… ΠΏΡ€ΠΈ сохранСнии высокой эффСктивности Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹.

ΠšΠ»ΡŽΡ‡ΠΎΠΌ здСсь являСтся ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ ΠΊ Ρ‚Π°ΠΊ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΡ‹ΠΌ ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎΠ·ΠΎΠ½Π½Ρ‹ΠΌ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π°ΠΌ, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… трСбуСтся ΡΠΎΠΎΠ±Ρ‰ΠΈΡ‚ΡŒ элСктронам Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΡƒΡŽ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΎΠ½ΠΈ Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΠΈ ΡƒΡ‡Π°ΡΡ‚Π²ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Π² пСрСносС элСктричСского Ρ‚ΠΎΠΊΠ°. Π§Π΅ΠΌ большС ΡˆΠΈΡ€ΠΈΠ½Π° Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Ρ‘Π½Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹, Ρ‚Π΅ΠΌ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ высокоС напряТСниС ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊ ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Π°ΠΊΡ‚Π°ΠΌ ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€Π°, Π½Π΅ вызывая элСктричСского пробоя, ΠΈ Ρ‚Π΅ΠΌ Π±Π»ΠΈΠΆΠ΅ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Ρ€Π°ΡΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Π°ΠΊΡ‚Ρ‹, ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ°Ρ сопротивлСниС, Π° Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚, элСктричСскиС ΠΏΠΎΡ‚Π΅Ρ€ΠΈ мощности, ΠΈ Ρ‚Π΅ΠΌ ΠΏΡ€ΠΈ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ высокой Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅ устройство Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΡΠΎΡ…Ρ€Π°Π½ΡΡ‚ΡŒ свою Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚ΠΎΡΠΏΠΎΡΠΎΠ±Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ.

Π£Ρ‡Π΅Π½Ρ‹Π΅ НИВУ «МИБиБ», ЀВИ ΠΈΠΌ. А.Π€. Π˜ΠΎΡ„Ρ„Π΅ ΠΈ ΠΊΠΎΠΌΠΏΠ°Π½ΠΈΠΈ Β«Π‘ΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ΅Π½Π½Ρ‹Π΅ кристаллы» продСмонстрировали Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ изготовлСния Π½ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π° ΠΈ эффСктивного управлСния Π΅Π³ΠΎ свойствами с ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ Π΄Π΅ΡˆΡ‘Π²ΠΎΠΉ ΠΈ экономичной Ρ‚Π΅Ρ…Π½ΠΎΠ»ΠΎΠ³ΠΈΠΈ Π΅Π³ΠΎ выращивания. ΠœΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π» являСтся пСрспСктивной Π°Π»ΡŒΡ‚Π΅Ρ€Π½Π°Ρ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΉ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΡŽ Π² ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€Π°Ρ… силовой ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²ΠΎΠΉ элСктроники, области, ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‰Π΅ΠΉ Π΄Π΅Π»ΠΎ с Ρ€Π°Π·Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚ΠΊΠΎΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€ΠΎΠ² ΠΈ устройств, ΠΎΡΡƒΡ‰Π΅ΡΡ‚Π²Π»ΡΡŽΡ‰ΠΈΡ… ΠΊΠΎΠΌΠΌΡƒΡ‚Π°Ρ†ΠΈΡŽ, ΠΏΡ€Π΅ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅, усилСниС элСктричСских сигналов с большими Ρ‚ΠΎΠΊΠ°ΠΌΠΈ ΠΈ напряТСниями, Ρ‚.Π΅. с большой ΠΌΠΎΡ‰Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ. ΠœΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π» позволяСт Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ с Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ высокими напряТСниями, ΠΏΡ€ΠΈ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ высоких Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π°Ρ…, с мСньшими потСрями мощности.

Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ. Π‘ΠΌΠΎΡ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΡŒ Ρ„ΠΎΡ‚ΠΎ Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ. Π‘ΠΌΠΎΡ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΡŒ ΠΊΠ°Ρ€Ρ‚ΠΈΠ½ΠΊΡƒ Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ. ΠšΠ°Ρ€Ρ‚ΠΈΠ½ΠΊΠ° ΠΏΡ€ΠΎ Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ. Π€ΠΎΡ‚ΠΎ Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ

ПослСдниС ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎ Π΄Π²Π°Π΄Ρ†Π°Ρ‚ΡŒ Π»Π΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΎΡˆΠ»ΠΈ ΠΏΠΎΠ΄ Π·Π½Π°ΠΊΠΎΠΌ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π° Π² силовой элСктроникС ΠΎΡ‚ крСмния с ΡˆΠΈΡ€ΠΈΠ½ΠΎΠΉ Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Ρ‘Π½Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹ 1,2 эВ ΠΈ элСктричСским ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΌ пробоя 0.3 ΠœΠ’/см ΠΊ ΠΊΠ°Ρ€Π±ΠΈΠ΄Ρƒ крСмния SiC ΠΈ Π½ΠΈΡ‚Ρ€ΠΈΠ΄Ρƒ галлия GaN c Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Ρ‘Π½Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½ΠΎΠΉ 3,3-3, 4 эВ ΠΈ элСктричСским ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΌ пробоя большим Π² Π΄Π΅ΡΡΡ‚ΡŒ Ρ€Π°Π·, ΠΎΠΊΠΎΠ»ΠΎ 3 ΠœΠ’/см. Но Π΄Π°ΠΆΠ΅ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ критичСского поля, Π²Ρ‹Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‰Π΅Π³ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠ±ΠΎΠΉ, оказываСтся нСдостаточным для всё Π²ΠΎΠ·Ρ€Π°ΡΡ‚Π°ΡŽΡ‰ΠΈΡ… Ρ‚Ρ€Π΅Π±ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠΉ ΠΊ силовым ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€Π°ΠΌ Π² соврСмСнном ΠΌΠΈΡ€Π΅.

Π’ настоящСС врСмя наибольшСС Π²Π½ΠΈΠΌΠ°Π½ΠΈΠ΅ ΡƒΡ‡Π΅Π½Ρ‹Ρ… ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π»Π΅ΠΊΠ°Π΅Ρ‚ оксид галлия, Ga2O3, ΡΡƒΡ‰Π΅ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΉ Π² Π½Π΅ΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΈΡ… кристалличСских модификациях- ΠΏΠΎΠ»ΠΈΡ‚ΠΈΠΏΠ°Ρ…, срСди ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… ваТнСйшим являСтся ΡΡ‚Π°Π±ΠΈΠ»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΏΠΎΠ»ΠΈΡ‚ΠΈΠΏ Ξ²-Ga2O3 с ΡˆΠΈΡ€ΠΈΠ½ΠΎΠΉ Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Ρ‘Π½Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹ 4,8 эВ ΠΈ ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΌ пробоя 8 ΠœΠ’/см. Однако ΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠ΅, ΠΌΠ΅Π½Π΅Π΅ ΡΡ‚Π°Π±ΠΈΠ»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎΠ»ΠΈΡ‚ΠΈΠΏΡ‹, Π² частности, Ξ±-Ga2O3, Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ Π·Π°ΡΠ»ΡƒΠΆΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ внимания ΠΈ изучСния, ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΈΡ… запрСщённая Π·ΠΎΠ½Π° Π΅Ρ‰Ρ‘ большС (5,2 эВ для Ξ±-Ga2O3), кристалличСская структура Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ симмСтрична, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ ΠΏΠ»Ρ‘Π½ΠΊΠΈ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Ρ€Π°ΡΡ‚ΠΈΡ‚ΡŒ Π½Π° ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ Π΄Π΅ΡˆΡ‘Π²Ρ‹Ρ… ΠΈ Π²Ρ‹ΡΠΎΠΊΠΎΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ΅Π½Π½Ρ‹Ρ… ΠΏΠΎΠ΄Π»ΠΎΠΆΠΊΠ°Ρ… сапфира с Ρ‚ΠΎΠΉ ΠΆΠ΅ кристалличСской структурой, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΈ Ξ±-Ga2O3, Π° Π½Π°Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ большого количСства родствСнных окислов ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ² с Ρ‚ΠΎΠΉ ΠΆΠ΅ структурой ΠΈ интСрСсными свойствами позволяСт ΡΠΎΠ·Π΄Π°Π²Π°Ρ‚ΡŒ Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Π½Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅Π·Π½Ρ‹Π΅ ΠΊΠΎΠΌΠ±ΠΈΠ½Π°Ρ†ΠΈΠΈ.

К соТалСнию, Π²Ρ‹Ρ€Π°Ρ‰ΠΈΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ΅Π½Π½Ρ‹Ρ… ΠΏΠ»Ρ‘Π½ΠΎΠΊ Ξ±-Ga2O3ΠΈ Π½Π°Ρ…ΠΎΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ подходящих Π»Π΅Π³ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΡ… примСсСй, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΠΈΠ»ΠΈ Π±Ρ‹ ΡƒΠΏΡ€Π°Π²Π»ΡΡ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΏΠ»Ρ‘Π½ΠΎΠΊ Π² ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎΠΌ Π΄ΠΈΠ°ΠΏΠ°Π·ΠΎΠ½Π΅, прСдставляСт Ρ‚Ρ€ΡƒΠ΄Π½ΡƒΡŽ Π·Π°Π΄Π°Ρ‡Ρƒ. Π•Ρ‘ Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Π½ΠΈΡŽ посвящСно совмСстноС исслСдованиС Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΡ‹ ΡƒΡ‡Ρ‘Π½Ρ‹Ρ… Π² ЀВИ ΠΈΠΌ. А.Π€. Π˜ΠΎΡ„Ρ„Π΅ ΠΈ ΠΊΠΎΠΌΠΏΠ°Π½ΠΈΠΈ Β«Π‘ΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ΅Π½Π½Ρ‹Π΅ кристаллы» Π² Π‘Π°Π½ΠΊΡ‚-ΠŸΠ΅Ρ‚Π΅Ρ€Π±ΡƒΡ€Π³Π΅ ΠΈ Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΡ‹ Π² НИВУ «МИБиБ» Π² МосквС.

ΠŸΠ΅Ρ‚Π΅Ρ€Π±ΡƒΡ€Π³ΡΠΊΠ°Ρ Ρ‡Π°ΡΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΠ»Π»Π΅ΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π°, руководимая профСссором Π’Π»Π°Π΄ΠΈΠΌΠΈΡ€ΠΎΠΌ НиколаСвым, Ρ€ΡƒΠΊΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚Π΅Π»Π΅ΠΌ Π»Π°Π±ΠΎΡ€Π°Ρ‚ΠΎΡ€ΠΈΠΈ Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΡ„ΠΈΠ»ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π½Ρ‹Ρ… кристаллов, сумСла Π²Ρ‹Ρ€Π°ΡΡ‚ΠΈΡ‚ΡŒ толстыС ΠΏΠ»Ρ‘Π½ΠΊΠΈ Ξ±-Ga2O3с достаточно высоким структурным ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ΅Π½ΡΡ‚Π²ΠΎΠΌ ΠΈ ввСсти Π² ΠΏΠ»Ρ‘Π½ΠΊΠΈ примСсныС Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ ΠΎΠ»ΠΎΠ²Π°, ΠΏΠΎΡΡ‚Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ элСктроны ΠΈ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½ΡΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠ»Ρ‘Π½ΠΎΠΊ Π² ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΈΡ… ΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π°Ρ…. Рост проводился с ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΎΠ΄Π° Π³Π°Π»ΠΎΠΈΠ΄Π½ΠΎΠΉ эпитаксии, Ρ€Π°Π½Π΅Π΅ ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎ использовавшСгося Π² Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠΉ Π»Π°Π±ΠΎΡ€Π°Ρ‚ΠΎΡ€ΠΈΠΈ для получСния ΠΈ лСгирования ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ΅Π½Π½Ρ‹Ρ… кристаллов ΠΈ ΠΏΠ»Ρ‘Π½ΠΎΠΊ Π½ΠΈΡ‚Ρ€ΠΈΠ΄Π° галлия ΠΈ Ρ‚Π²Ρ‘Ρ€Π΄Ρ‹Ρ… растворов Π½Π° Π΅Π³ΠΎ основС. Π’Π°ΠΊΠΈΠ΅ структуры ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ для создания ΠΌΠΎΡ‰Π½Ρ‹Ρ… свСтодиодов ΠΈ Π»Π°Π·Π΅Ρ€ΠΎΠ², ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… выпрямитСлСй, ΠΌΠΎΡ‰Π½Ρ‹Ρ… транзисторов Π½Π° основС InGaAlN. Π›Π΅Π³ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΠ»Ρ‘Π½ΠΎΠΊ Ξ±-Ga2O3 ΠΎΠ»ΠΎΠ²ΠΎΠΌ Π² процСссС выращивания ΠΎΡΡƒΡ‰Π΅ΡΡ‚Π²Π»ΡΠ»ΠΎΡΡŒ с использованиСм ΠΏΠ°Ρ€ΠΎΠ² Π»Π΅Ρ‚ΡƒΡ‡ΠΈΡ… солСй ΠΎΠ»ΠΎΠ²Π°.

Π’ московской Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΠ΅ исслСдоватСлСй ΠΏΠΎΠ΄ руководством Π·Π°Π²Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰Π΅Π³ΠΎ Π»Π°Π±ΠΎΡ€Π°Ρ‚ΠΎΡ€ΠΈΠ΅ΠΉ ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎΠ·ΠΎΠ½Π½Ρ‹Ρ… ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€ΠΎΠ², профСссора АлСксандра Полякова ΠΈΠ· ΠΏΡ€ΠΈΠ³ΠΎΡ‚ΠΎΠ²Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… ΠΏΠ»Ρ‘Π½ΠΎΠΊ Π±Ρ‹Π»ΠΈ сдСланы тСстовыС Π΄ΠΈΠΎΠ΄Π½Ρ‹Π΅ структуры ΠΈ ΠΏΠΎΠ΄Ρ€ΠΎΠ±Π½ΠΎ ΠΈΠ·ΡƒΡ‡Π΅Π½Ρ‹ элСктронныС свойства ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π°, Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ элСктронная структура ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‰ΠΈΡ…ΡΡ Π² Π½Ρ‘ΠΌ примСсСй ΠΈ Π΄Π΅Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΠ². Бвойства оказались ΠΏΠΎΡ…ΠΎΠΆΠΈΠΌΠΈ Π½Π° свойства, ΠΈΠ·ΡƒΡ‡Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ Ρ€Π°Π½Π΅Π΅ для ΡΡ‚Π°Π±ΠΈΠ»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΠΈΡ‚ΠΈΠΏΠ° Ξ²-Ga2O3. ΠŸΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Ρ‹ Π²ΡΠ΅Π»ΡΡŽΡ‚ ΠΎΠΏΡ‚ΠΈΠΌΠΈΠ·ΠΌ ΠΊΠ°ΡΠ°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ пСрспСктив использования Ξ±-Ga2O3Π² силовых ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€Π°Ρ…, хотя Π΅Ρ‰Ρ‘ потрСбуСтся провСсти ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ ΡΠ΅Ρ€ΡŒΡ‘Π·Π½Ρ‹Π΅ Π΄ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ исслСдования, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡΠΈΡ‚ΡŒ ΡΡ‚Π°Π±ΠΈΠ»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π° ΠΈ ΡƒΠ»ΡƒΡ‡ΡˆΠΈΡ‚ΡŒ Π΅Π³ΠΎ характСристики ΠΈ ΠΈΡ… Π²ΠΎΡΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ.

Π‘Ρ‚Π°Ρ‚ΡŒΡ ΠΎ Ρ€Π°Π·Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚ΠΊΠ΅ ΠΎΠΏΡƒΠ±Π»ΠΈΠΊΠΎΠ²Π°Π½Π° Π² ΠΆΡƒΡ€Π½Π°Π»Π΅ APL Materials.

Π˜ΡΡ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΈΠΊ

Π§Π΅ΠΌ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ?

ΠšΠΎΠ½Π΅Ρ‡Π½ΠΎ ΠΆΠ΅ Ρ€Π΅Ρ‡ΡŒ ΠΈΠ΄Π΅Ρ‚ Π½Π΅ ΠΎ Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ запасы крСмния Π½Π° Π—Π΅ΠΌΠ»Π΅ ΠΈΡΡΡΠΊΠ°ΡŽΡ‚. Π’ ΠΊΠΎΡ€Π΅ нашСй ΠΆΠ΅Π»Π΅Π·ΠΎΠΊΠ°ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎΠΉ ΠΏΠ»Π°Π½Π΅Ρ‚Ρ‹ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ Π½Π΅ кончится, Π΅Π³ΠΎ всСгда Ρ…Π²Π°Ρ‚ΠΈΡ‚ Π½Π° ΠΈΠ·Π³ΠΎΡ‚ΠΎΠ²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ стСкла, стройматСриалов ΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… ΠΏΡ€ΠΎΠ΄ΡƒΠΊΡ‚ΠΎΠ² ΠΊΡ€ΡƒΠΏΠ½ΠΎΡ‚ΠΎΠ½Π½Π°ΠΆΠ½ΠΎΠΉ Ρ…ΠΈΠΌΠΈΠΈ. Π›ΠΈΡˆΡŒ Π² ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ всСм извСстной области Π·Π°ΠΌΠ΅Π½Ρƒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΡŽ Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π½ΠΎ ΠΈΡ‰ΡƒΡ‚ β€” Ρ€Π°Π½ΠΎ ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΠΎΠ·Π΄Π½ΠΎ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠ΅Π²Ρ‹Π΅ микросхСмы ΠΈ процСссоры Π½Π΅ смогут ΠΎΠ±Π΅ΡΠΏΠ΅Ρ‡ΠΈΡ‚ΡŒ Π΄ΠΎΡΡ‚Π°Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΡƒΡŽ ΡΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ вычислСния. ΠŸΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ±ΡƒΠ΅ΠΌ Π·Π°Π³Π»ΡΠ½ΡƒΡ‚ΡŒ Π² Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‰Π΅Π΅ ΠΈ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚ΡŒ, Π² Ρ‡Π΅ΡΡ‚ΡŒ ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠ³ΠΎ элСмСнта Π½Π°Π·ΠΎΠ²ΡƒΡ‚ Π°Π½Π°Π»ΠΎΠ³ ΠšΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠ΅Π²ΠΎΠΉ Π΄ΠΎΠ»ΠΈΠ½Ρ‹ Π²ΠΎ Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠ²ΠΈΠ½Π΅ XXI Π²Π΅ΠΊΠ°.

Как Π΄ΠΎΠ»Π³ΠΎ ΡƒΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΡΡ‚ΡŒΡΡ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠ΅Π²Ρ‹ΠΌ транзисторам?

Мало ΠΊΡ‚ΠΎ Π·Π½Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π² 1965 Π³ΠΎΠ΄Ρƒ ΡΡƒΠ΄ΡŒΠ±Ρƒ ΠΊΠΎΠΌΠΏΡŒΡŽΡ‚Π΅Ρ€ΠΎΠ² прСдсказал Ρ‡Π΅Π»ΠΎΠ²Π΅ΠΊ с химичСским ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ΠΌ. Π­Ρ‚ΠΎ сСйчас Π“ΠΎΡ€Π΄ΠΎΠ½ ΠœΡƒΡ€ извСстСн ΠΊΠ°ΠΊ Ρ€Π°Π·Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‡ΠΈΠΊ транзистора, ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒ ΠΊΠΎΠΌΠΏΠ°Π½ΠΈΠΈ Intel, ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ ΠΈΠ· ΠΏΠ΅Ρ€Π²Ρ‹Ρ… Π½Π°Ρ‡Π°Π²ΡˆΠ΅ΠΉ производство ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… схСм, β€” ΠΈ Π°Π²Ρ‚ΠΎΡ€ Β«Π·Π°ΠΊΠΎΠ½Π° ΠœΡƒΡ€Π°Β». Начинал ΠΎΠ½ ΠΊΠ°ΠΊ Ρ…ΠΈΠΌΠΈΠΊ: Π² 1950 Π³ΠΎΠ΄Ρƒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠ» ΡΡ‚Π΅ΠΏΠ΅Π½ΡŒ Π±Π°ΠΊΠ°Π»Π°Π²Ρ€Π°, Π° Π² 1954-ΠΌ Π·Π°Ρ‰ΠΈΡ‚ΠΈΠ» Π΄ΠΈΡΡΠ΅Ρ€Ρ‚Π°Ρ†ΠΈΡŽ Π² области физичСской Ρ…ΠΈΠΌΠΈΠΈ. Π‘Π½Π°Ρ‡Π°Π»Π° ΠœΡƒΡ€ сдСлал Π²Ρ‹Π²ΠΎΠ΄, Ρ‡Ρ‚ΠΎ число транзисторов, Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ‰Π°Π΅ΠΌΡ‹Ρ… Π½Π° кристаллС ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ схСмы, удваиваСтся ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ Π³ΠΎΠ΄. Π’ 1975 Π³ΠΎΠ΄Ρƒ ΠΎΠ½ ΠΏΡ€ΠΈΡˆΠ΅Π» ΠΊ соврСмСнной Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»ΠΈΡ€ΠΎΠ²ΠΊΠ΅: ΡƒΠ΄Π²ΠΎΠ΅Π½ΠΈΠ΅ количСства транзисторов Π½Π° схСмС происходит ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹Π΅ 24 мСсяца. Пока Π΅Ρ‰Π΅ Π·Π°ΠΊΠΎΠ½ выполняСтся. Π”Π΅Ρ‚ΠΈΡ‰Π΅ ΠœΡƒΡ€Π°, корпорация Intel (ΠΎΠ½ ΠΈ сСгодня ΠΏΠΎΡ‡Π΅Ρ‚Π½Ρ‹ΠΉ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΡΠ΅Π΄Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒ совСта Π΄ΠΈΡ€Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ²), сСйчас ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅ΡΡ‚ΠΈΡ‚ΡŒ Π½Π° ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΌ ΠΊΠ²Π°Π΄Ρ€Π°Ρ‚Π½ΠΎΠΌ ΠΌΠΈΠ»Π»ΠΈΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€Π΅ своих схСм Π΄ΠΎ ста ΠΌΠΈΠ»Π»ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠ² транзисторов. Но ΠΏΠΎΡ…ΠΎΠΆΠ΅, Ρ‡Ρ‚ΠΎ вскорС тСхничСскиС возмоТности ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚Π΅Π»Π΅ΠΉ ΠΊΠΎΠΌΠΏΡŒΡŽΡ‚Π΅Ρ€Π½ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅Ρ…Π½ΠΈΠΊΠΈ Π½Π΅ смогут ΠΏΠΎΠ΄Π΄Π΅Ρ€ΠΆΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΡΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΌΠΎΠ΄Π΅Ρ€Π½ΠΈΠ·Π°Ρ†ΠΈΠΈ схСм Π² соотвСтствии с Π·Π°ΠΊΠΎΠ½ΠΎΠΌ ΠœΡƒΡ€Π°.

Один ΠΈΠ· вСроятных способов ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ эффСктивности Π²Ρ‹Ρ‡ΠΈΡΠ»ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅Ρ…Π½ΠΈΠΊΠΈ β€” ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ ΠΊ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠΌ ΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏΠ°ΠΌ провСдСния вычислСний. Π Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹ Π² этом Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ вСдутся Π²ΠΎ всСх ΠΏΡ€ΠΎΠΌΡ‹ΡˆΠ»Π΅Π½Π½ΠΎ Ρ€Π°Π·Π²ΠΈΡ‚Ρ‹Ρ… странах: ΡΠΎΠ·Π΄Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹Π΅ ΠΊΠΎΠΌΠΏΡŒΡŽΡ‚Π΅Ρ€Ρ‹, молСкулярныС ΠΊΠΎΠΌΠΏΡŒΡŽΡ‚Π΅Ρ€Ρ‹, бионичСскиС ΠΊΠΎΠΌΠΏΡŒΡŽΡ‚Π΅Ρ€Ρ‹ ΠΈ Ρ‚. ΠΏ. Π’Π΅ΠΌ Π½Π΅ ΠΌΠ΅Π½Π΅Π΅ ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΈΠ΅ спСциалисты ΠΏΠΎ Π²Ρ‹Ρ‡ΠΈΡΠ»ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅Ρ…Π½ΠΈΠΊΠ΅ ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹ΠΌ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π°ΠΌ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΠΏΠΎΠ»Π°Π³Π°ΡŽΡ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠ΄Π»ΠΈΡ‚ΡŒ Тизнь Π·Π°ΠΊΠΎΠ½Ρƒ ΠœΡƒΡ€Π° ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ, ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡ ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Π΅ схСмы, Π½ΠΎ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΠ² ΠΈΡ… основной элСмСнт β€” ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ β€” Π½Π° Ρ‡Ρ‚ΠΎ-Ρ‚ΠΎ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠ΅. Π—Π°ΠΌΠ΅Π½Π° (хотя Π±Ρ‹ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΈΠ·Π³ΠΎΡ‚ΠΎΠ²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… Π΄Π΅Ρ‚Π°Π»Π΅ΠΉ) кристалличСского крСмния Π½Π° ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π», Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½Π° ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ составляСт максимум нСсколько дСсятков Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ², ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΠΈΠ»Π° Π±Ρ‹ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠΈΡ‚ΡŒ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹ схСм Π² дСсятки Ρ€Π°Π·.

ΠšΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ ΡƒΠΆΠ΅ ΠΏΡ‹Ρ‚Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠΌΠΈ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π°ΠΌΠΈ. Π‘ΠΎΠ²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹Π΅ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠ΅Π²Ρ‹Π΅ ΠΏΠ»Π°Ρ‚Ρ‹ содСрТат нСбольшиС Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΡ арсСнида галлия, диоксида гафния, ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ-Π³Π΅Ρ€ΠΌΠ°Π½ΠΈΠ΅Π²Ρ‹Ρ… сплавов. ВсС эти Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΡ ΠΈ Π»Π΅Π³ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Π΄ΠΎΠ±Π°Π²ΠΊΠΈ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½ΡΡŽΡ‚ для Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ свойства крСмния. Π˜Π·Π²Π΅ΡΡ‚Π½Ρ‹ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°ΡŽΡ‰ΠΈΡ… транзисторов ΠΈΠ· ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½Ρ‹Ρ… слоСв Π΄ΠΈΡΡƒΠ»ΡŒΡ„ΠΈΠ΄Π° ΠΌΠΎΠ»ΠΈΠ±Π΄Π΅Π½Π° ΠΈ Ρ‡Π΅Ρ€Π½ΠΎΠ³ΠΎ фосфора. ΠŸΡ€Π΅Π΄ΠΏΠΎΠ»Π°Π³Π°Π΅Ρ‚ΡΡ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ ΠΊΠΎΠΌΠ±ΠΈΠ½Π°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ ΡΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ вычислСния Π² тысячи Ρ€Π°Π· ΠΈ Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠΈΡ‚ΡŒ энСргопотрСблСниС ΠΊΠΎΠΌΠΏΡŒΡŽΡ‚Π΅Ρ€Π° (Β«ComputerΒ», 2015, 48, 24β€”33; doi: 10.1109/mc.2015.376). Π“Π»Π°Π²Π½Ρ‹ΠΉ вопрос Π·Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π΅Ρ‚ΡΡ Π² Ρ‚ΠΎΠΌ, смоТСт Π»ΠΈ ΡΡƒΡ‰Π΅ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰Π°Ρ тСхнология производства микросхСм Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ с этими ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π°ΠΌΠΈ. Если Π΅Ρ‰Π΅ ΠΏΡΡ‚ΡŒ β€” сСмь Π»Π΅Ρ‚ Π½Π°Π·Π°Π΄ рСакция ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚Π΅Π»Π΅ΠΉ ΠΊΠΎΠΌΠΏΡŒΡŽΡ‚Π΅Ρ€Π½Ρ‹Ρ… микросхСм Π½Π° ΡΡ‚Π°Ρ‚ΡŒΠΈ ΠΎΠ± элСктронных устройствах ΠΈΠ· экзотичСских ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Π±Ρ‹Π»Π° Π² Π»ΡƒΡ‡ΡˆΠ΅ΠΌ случаС: Β«Π”Π°, это интСрСсно, Π½ΠΎ, ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚Π΅, ΠΊΠ°ΠΊ это устройство ΡΠΎΡ‡Π΅Ρ‚Π°Ρ‚ΡŒ с ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠ΅Π²Ρ‹ΠΌΠΈ схСмами?Β», Ρ‚ΠΎ сСйчас, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° дСйствиС Π·Π°ΠΊΠΎΠ½Π° ΠœΡƒΡ€Π° ΠΏΠΎΠ΄ вопросом, ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΈΠ΅ ΡƒΠΆΠ΅ ΠΏΡ‹Ρ‚Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΈΡΠΊΠ°Ρ‚ΡŒ практичСскиС Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ.

На Π½Π°Π½ΠΎΡ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠΌ ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ микросхСмы ΠΈΠ· крСмния Ρ‚Π΅Ρ€ΡΡŽΡ‚ ΡΡ„Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ, ΠΎΠ½ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π³Ρ€Π΅Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ, ΠΈ начинаСтся ΡƒΡ‚Π΅Ρ‡ΠΊΠ° элСктричСского Ρ‚ΠΎΠΊΠ°. ΠŸΠΎΡ‡Π΅ΠΌΡƒ ΠΆΠ΅ элСктронная ΠΏΡ€ΠΎΠΌΡ‹ΡˆΠ»Π΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Π½Π΅ Π²ΠΈΠ΄ΠΈΡ‚ для сСбя Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠ³ΠΎ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π°, ΠΊΡ€ΠΎΠΌΠ΅ крСмния, хотя ΠΈ ΠΏΠΎΠ½ΠΈΠΌΠ°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ дальнСйшСС ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠ² ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠ΅Π²ΠΎΠΉ элСктроники вскорС станСт Π½Π΅Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½Ρ‹ΠΌ?

Π”Π΅Π»ΠΎ Π½Π΅ Π² Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ β€” самый распространСнный элСмСнт Π·Π΅ΠΌΠ½ΠΎΠΉ ΠΊΠΎΡ€Ρ‹. Π£ Π½Π΅Π³ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ ΡƒΠ½ΠΈΠΊΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ свойство, ΠΈ ΠΊΠ°ΠΊ Ρ€Π°Π· ΠΈΠ·-Π·Π° этого свойства вся элСктроника ΠΏΠΎΠΏΠ°Π»Π° Π² Π·Π°Π²ΠΈΡΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΎΡ‚ СдинствСнного химичСского элСмСнта, Π΄Π° Ρ‚Π°ΠΊ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΊΠΈΡ… Π°Π»ΡŒΡ‚Π΅Ρ€Π½Π°Ρ‚ΠΈΠ² Π΄ΠΎΠ»Π³ΠΎ Π½Π΅ ΠΈΠ·ΡƒΡ‡Π°Π»ΠΈ ΠΈ Π½Π΅ ΠΏΡ€Π΅Π΄Π»Π°Π³Π°Π»ΠΈ. Один ΠΈΠ· ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π²Ρ‹Ρ… ΠΏΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΎΠ² ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π° для изготовлСния транзистора β€” ΡˆΠΈΡ€ΠΈΠ½Π° Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ энСргСтичСской Π·ΠΎΠ½Ρ‹. Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ ΠΏΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ опрСдСляСт ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π° ΠΈ, ΠΏΠΎ сути, Ρ€Π°Π²Π΅Π½ минимальной энСргии, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΡƒΡŽ Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎ Π·Π°Ρ‚Ρ€Π°Ρ‚ΠΈΡ‚ΡŒ для ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π° элСктрона Π² Π·ΠΎΠ½Ρƒ проводимости. Для ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² эта Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ составляСт ΠΎΡ‚ Π½Π΅ΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΈΡ… сотых Π΄ΠΎ Π½Π΅ΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΈΡ… ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Π²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚, Π° для диэлСктриков β€” ΡΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅ 6 эВ. Для транзистора ΡˆΠΈΡ€ΠΈΠ½Π° Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹ просто ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚, сколько энСргии Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ Π΅Π³ΠΎ. Блишком большая ΡˆΠΈΡ€ΠΈΠ½Π° Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹ ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ для Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΡ транзистора потрСбуСтся слишком ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ энСргии, слишком малСнькая Π·ΠΎΠ½Π° Ρ‚ΠΎΠΆΠ΅ Π½Π΅Ρ…ΠΎΡ€ΠΎΡˆΠ° β€” Π»Π΅Π³ΠΊΠΈΠΉ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ элСктронов Π² проводящСС состояниС ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΅Π΄Π΅Ρ‚ ΠΊ Ρ‚ΠΎΠΌΡƒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ транзистор Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Β«Ρ‚Π΅Ρ‡ΡŒΒ» ΠΈ Π½Π΅ смоТСт ΠΎΠ±Π΅ΡΠΏΠ΅Ρ‡ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΡΡ‚Π°Π±ΠΈΠ»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ Ρ‚ΠΎΠΊ. НСсомнСнно, сильная сторона крСмния β€” Π΅Π³ΠΎ ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ, для Π½Π΅Π³ΠΎ ΡˆΠΈΡ€ΠΈΠ½Π° Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ энСргСтичСской Π·ΠΎΠ½Ρ‹ Π½ΠΈ ΠΌΠ°Π»Π°, Π½ΠΈ Π²Π΅Π»ΠΈΠΊΠ° β€” 1,1 эВ. Π­Ρ‚ΠΎ ΠΈ Π΄Π΅Π»Π°Π΅Ρ‚ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ ΠΈΠ΄Π΅Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠΌ.

Одно врСмя «спаситСлСм» Π·Π°ΠΊΠΎΠ½Π° ΠœΡƒΡ€Π° считали Π³Ρ€Π°Ρ„Π΅Π½, Π½ΠΎ ΠΎΠ½ ΠΈΠΌ Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ Π½Π΅ стал, ΠΏΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ Π½Π΅ являСтся ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠΌ. Π¨ΠΈΡ€ΠΈΠ½Π° Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ энСргСтичСской Π·ΠΎΠ½Ρ‹ Π³Ρ€Π°Ρ„Π΅Π½Π° Ρ€Π°Π²Π½Π° Π½ΡƒΠ»ΡŽ, Π° это Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ½ фактичСски ΠΈΠ΄Π΅Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ ΠΈ ΠΈΠ· Π½Π΅Π³ΠΎ, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΆΠ΅ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΈΠ· ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ², Π½Π΅Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π΄Π΅Π»Π°Ρ‚ΡŒ транзисторы β€” ΠΈΠΌΠΈ Π½Π΅ получится ΡƒΠΏΡ€Π°Π²Π»ΡΡ‚ΡŒ, ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Ρ Π² Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ состояния. ΠšΠΎΠ½Π΅Ρ‡Π½ΠΎ, нашлись способы прСвращСния Π³Ρ€Π°Ρ„Π΅Π½Π° Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ: Π»Π΅Π½Ρ‚Ρ‹ Π³Ρ€Π°Ρ„Π΅Π½Π° ΡˆΠΈΡ€ΠΈΠ½ΠΎΠΉ 10 Π½Π°Π½ΠΎΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΎΠ² Π²Π΅Π΄ΡƒΡ‚ сСбя ΠΏΠΎΡ…ΠΎΠΆΠ΅ Π½Π° ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ, ΠΊΡ€ΠΎΠΌΠ΅ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, ΠΎΡ‚ Π³Ρ€Π°Ρ„Π΅Π½Π° ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π΄ΠΎΠ±ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ полупроводимости, частично восстанавливая Π΅Π³ΠΎ Π²ΠΎΠ΄ΠΎΡ€ΠΎΠ΄ΠΎΠΌ ΠΈ получая ΠΊΠΎΠΌΠ±ΠΈΠ½Π°Ρ†ΠΈΡŽ Π³Ρ€Π°Ρ„Π΅Π½-Π³Ρ€Π°Ρ„Π°Π½. Π₯отя Π³Ρ€Π°Ρ„Π΅Π½ Π½Π΅ ΠΎΠΏΡ€Π°Π²Π΄Π°Π» ΠΎΠΆΠΈΠ΄Π°Π½ΠΈΠΉ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π» для микроэлСктроники, свою миссию ΠΎΠ½ всС ΠΆΠ΅ Π²Ρ‹ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΠ». Π˜ΡΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΠΈ, Π½Π°ΡƒΡ‡ΠΈΠ²ΡˆΠΈΡΡŒ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ с Π³Ρ€Π°Ρ„Π΅Π½ΠΎΠΌ, сСгодня проводят кастинг Π½Π° Ρ€ΠΎΠ»ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² β€” Π΄ΡƒΠ±Π»Π΅Ρ€ΠΎΠ² крСмния срСди Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Ρ€Π°Ρ‚ΠΎΠ½ΠΊΠΈΡ… псСвдодвумСрных ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ².

Π’Ρ‹ΠΉΡ‚ΠΈ ΠΈΠ· Ρ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΡŒΠ΅Π³ΠΎ измСрСния

Для Π½Π°Ρ‡Π°Π»Π° Π½Π°Π΄ΠΎ Ρ€Π°Π·ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚ΡŒΡΡ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΠΎΠ΄Ρ€Π°Π·ΡƒΠΌΠ΅Π²Π°ΡŽΡ‚ ΠΏΠΎΠ΄ распространСнными Ρ‚Π΅Ρ€ΠΌΠΈΠ½Π°ΠΌΠΈ Β«Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½Ρ‹Π΅ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Ρ‹Β» ΠΈΠ»ΠΈ «плоскиС ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Ρ‹Β». Π˜Ρ… Π½Π΅ Π½Π°Π΄ΠΎ ΠΏΠΎΠ½ΠΈΠΌΠ°Ρ‚ΡŒ Π±ΡƒΠΊΠ²Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎ β€” это слой, состоящий ΠΈΠ· связанных Π΄Ρ€ΡƒΠ³ с Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΌ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ², ΠΎΡ‚Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΎΡ‚ Ρ‚Ρ€Π΅Ρ…ΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠ³ΠΎ кристалла. Β«Π”Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½Ρ‹ΠΉΒ» ΠΈΠ»ΠΈ «плоский» ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½Π° Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½Ρ‹Ρ… ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ мСньшС ΠΈΡ… Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠ² Π² плоскости, Π½ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈ этом сам монослой вовсС Π½Π΅ΠΎΠ±ΡΠ·Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ «плоский»: Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½Ρ‹ΠΉ фосфорСн, ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π°Π΅ΠΌΡ‹ΠΉ ΠΈΠ· Ρ‡Π΅Ρ€Π½ΠΎΠ³ΠΎ фосфора, ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Π³ΠΎΡ„Ρ€ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π½ΠΎ-ΡΠΊΠ»Π°Π΄Ρ‡Π°Ρ‚ΡƒΡŽ структуру, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ ΠΎΠ΄Π½ΠΈ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ находятся Π²Ρ‹ΡˆΠ΅ условной плоскости, Π° Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠ΅ β€” Π½ΠΈΠΆΠ΅. ΠŸΡ€Π΅ΠΈΠΌΡƒΡ‰Π΅ΡΡ‚Π²ΠΎ Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½Ρ‹Ρ… ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Π² Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΈΡ… ΠΌΠ°Π»Ρ‹Π΅ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹ ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΡΡŽΡ‚ ΡΠ΄Π΅Π»Π°Ρ‚ΡŒ микросхСму Ρ‚ΠΎΠ½ΡŒΡˆΠ΅, Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΡΠ½ΠΈΠ·ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹ транзистора ΠΏΠΎ Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½Π΅ ΠΈ ΠΏΠΎ Π΄Π»ΠΈΠ½Π΅.

Π”Π»ΠΈΠ½Π° транзистора опрСдСляСтся Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€Π°ΠΌΠΈ Π΅Π³ΠΎ токопроводящСго ΠΊΠ°Π½Π°Π»Π° β€” конструкционного элСмСнта, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ Ρ‚ΠΎΠΊ Ρ‚Π΅Ρ‡Π΅Ρ‚ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ элСктродами стока ΠΈ истока. Π’Ρ€Π΅Ρ‚ΠΈΠΉ элСктрод β€” Π·Π°Ρ‚Π²ΠΎΡ€ β€” ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Ρ€ΠΎΠ»ΠΈΡ€ΡƒΠ΅Ρ‚ Π½Π°Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ ΠΈΠ»ΠΈ отсутствиС Ρ‚ΠΎΠΊΠ° Π² ΠΊΠ°Π½Π°Π»Π΅. По ΠΌΠ΅Ρ€Π΅ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠ΅Π²Ρ‹Π΅ схСмы ΡΡ‚Π°Π½ΠΎΠ²ΠΈΠ»ΠΈΡΡŒ всС мСньшС Π² соотвСтствии с Π·Π°ΠΊΠΎΠ½ΠΎΠΌ ΠœΡƒΡ€Π°, элСктроды стока ΠΈ истока всС тСснСС сблиТались. БСгодня ΠΈΡ… Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»ΡΡŽΡ‚ всСго нСсколько Π½Π°Π½ΠΎΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΎΠ², ΠΈΠ·-Π·Π° этого Ρ‚ΠΎΠΊ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Ρ‚Π΅Ρ‡ΡŒ ΠΏΠΎ ΠΊΠ°Π½Π°Π»Ρƒ Π΄Π°ΠΆΠ΅ Ρ‚ΠΎΠ³Π΄Π°, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° Π·Π°Ρ‚Π²ΠΎΡ€ Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ΅Π½ Π΅Π³ΠΎ Π·Π°ΠΏΠΈΡ€Π°Ρ‚ΡŒ. Π’ Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½Ρ‹Ρ… ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π°Ρ… ситуация исправляСтся Ρ‚Π΅ΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½Π½ΠΎΠ΅ Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ элСктронов ΠΈΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΏΠΎ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ Ρ‚ΠΎΠ½ΠΊΠΎΠΌΡƒ ΠΊΠ°Π½Π°Π»Ρƒ, Π² Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅, создаваСмоС Π·Π°Ρ‚Π²ΠΎΡ€ΠΎΠΌ, ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²ΠΎ влияСт Π½Π° всС элСктроны (Β«Nature Review MaterialsΒ», 2016, 1, 16052, 1β€”15; doi: 10.1038/natrevmats.2016.52).

Π”ΠΈΡ…Π°Π»ΡŒΠΊΠΎΠ³Π΅Π½ΠΈΠ΄Ρ‹ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Ρ… ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ² β€” это класс Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½Ρ‹Ρ… ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ², ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ интСнсивно ΠΈΡΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‚ ΠΊΠ°ΠΊ Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½Ρ‹Ρ… ΠΏΡ€Π΅Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΊΠΎΠ² крСмния Π² микроэлСктроникС. Π‘Π°ΠΌΡ‹ΠΉ извСстный ΠΈ Π½Π°ΠΈΠ±ΠΎΠ»Π΅Π΅ ΠΈΠ·ΡƒΡ‡Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒ β€” Π΄ΠΈΡΡƒΠ»ΡŒΡ„ΠΈΠ΄ ΠΌΠΎΠ»ΠΈΠ±Π΄Π΅Π½Π° MoS2. Π”ΠΈΡ…Π°Π»ΡŒΠΊΠΎΠ³Π΅Π½ΠΈΠ΄Ρ‹ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Ρ… ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ² интСрСсны Ρ‚Π΅ΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ±Π΅ΡΠΏΠ΅Ρ‡ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ устойчивый Ρ‚ΠΎΠΊ Π² транзисторС, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° Π½ΡƒΠΆΠ½ΠΎ, ΠΈ ΠΏΡ€Π΅ΠΊΡ€Π°Ρ‰Π°ΡŽΡ‚ ΠΏΡ€ΠΎΠΏΡƒΡΠΊΠ°Ρ‚ΡŒ Ρ‚ΠΎΠΊ, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° Π·Π°Ρ‚Π²ΠΎΡ€ Π·Π°ΠΏΠΈΡ€Π°Π΅Ρ‚ Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ элСктронов ΠΏΠΎ ΠΊΠ°Π½Π°Π»Ρƒ транзистора. ΠŸΡ€ΠΈΡ‡Π΅ΠΌ для Π½ΠΈΡ… ΠΏΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ Β«Π²ΠΊΠ»/Π²Ρ‹ΠΊΠ»Β» (ΡΠΎΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠΉ силы Ρ‚ΠΎΠΊΠ° Π² ΠΎΡ‚ΠΊΡ€Ρ‹Ρ‚ΠΎΠΌ ΠΈ Π·Π°ΠΊΡ€Ρ‹Ρ‚ΠΎΠΌ ΠΊΠ°Π½Π°Π»Π΅ транзистора ΠΏΡ€ΠΈ постоянной разности ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»Π° ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ элСктродами стока ΠΈ истока) Π½Π° порядки Π²Ρ‹ΡˆΠ΅, Ρ‡Π΅ΠΌ Ρƒ крСмния.

1. Из Π΄ΠΈΡΡƒΠ»ΡŒΡ„ΠΈΠ΄Π° ΠΌΠΎΠ»ΠΈΠ±Π΄Π΅Π½Π° ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π΄Π΅Π»Π°Ρ‚ΡŒ транзисторы мСньшС ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠ΅Π²Ρ‹Ρ…

ВсС эти «плоскиС» Π΄ΠΈΡ…Π°Π»ΡŒΠΊΠΎΠ³Π΅Π½ΠΈΠ΄Ρ‹, Π² Ρ‚ΠΎΠΌ числС ΠΈ Π΄ΠΈΡΡƒΠ»ΡŒΡ„ΠΈΠ΄ ΠΌΠΎΠ»ΠΈΠ±Π΄Π΅Π½Π°, устроСны ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²ΠΎ: Ρ‚Ρ€ΠΈ слоя Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ², Π³Π΄Π΅ Π²Π΅Ρ€Ρ…Π½ΠΈΠΉ ΠΈ Π½ΠΈΠΆΠ½ΠΈΠΉ слой β€” Ρ…Π°Π»ΡŒΠΊΠΎΠ³Π΅Π½Ρ‹ (сСра, сСлСн ΠΈΠ»ΠΈ Ρ‚Π΅Π»Π»ΡƒΡ€), Π° ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ слой ΠΈΠ· Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π° (рис. 1). Π¨ΠΈΡ€ΠΈΠ½Π° Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ энСргСтичСской Π·ΠΎΠ½Ρ‹ Π΄ΠΈΡΡƒΠ»ΡŒΡ„ΠΈΠ΄Π° ΠΌΠΎΠ»ΠΈΠ±Π΄Π΅Π½Π° β€” ΠΎΠΊΠΎΠ»ΠΎ 1,8 эВ. Π₯отя 2D-MoS2 Π½Π΅ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ Ρ‚ΠΎΠ½ΠΊΠΈΠΉ, ΠΊΠ°ΠΊ Π³Ρ€Π°Ρ„Π΅Π½, ΠΎΠ½ вСсьма пСрспСктивСн для ΠΌΠΈΠ½ΠΈΠ°Ρ‚ΡŽΡ€ΠΈΠ·Π°Ρ†ΠΈΠΈ элСктроники (Β«Journal of MateriomicsΒ», 2015, 1, 33β€”44; doi: 10.1016/j.jmat.2015.03.003, ΠΏΠΎΠ»Π½Ρ‹ΠΉ тСкст).

ΠŸΠ΅Ρ€Π²Ρ‹ΠΉ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Π΅Ρ† Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π΄ΠΈΡΡƒΠ»ΡŒΡ„ΠΈΠ΄Π° ΠΌΠΎΠ»ΠΈΠ±Π΄Π΅Π½Π° ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠ»ΠΈ Π² 1960-Ρ… Π³ΠΎΠ΄Π°Ρ… Ρ‚Π΅ΠΌ ΠΆΠ΅ самым способом, ΠΊΠ°ΠΊΠΈΠΌ ΠΏΠΎΠ·ΠΆΠ΅ синтСзировали Π³Ρ€Π°Ρ„Π΅Π½ ΠΈΠ· Π³Ρ€Π°Ρ„ΠΈΡ‚Π° β€” ΠΎΡ‚ΡˆΠ΅Π»ΡƒΡˆΠΈΠ²Π°Ρ Ρ‚ΠΎΠ½Π΅Π½ΡŒΠΊΠΈΠ΅ слои ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π° ΠΎΡ‚ ΠΌΠΈΠ½Π΅Ρ€Π°Π»Π° ΠΌΠΎΠ»ΠΈΠ±Π΄Π΅Π½ΠΈΡ‚Π° с ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ ΠΊΠ»Π΅ΠΉΠΊΠΎΠΉ Π»Π΅Π½Ρ‚Ρ‹. Вранзистор Π½Π° основС однослойного MoS2 Π²ΠΏΠ΅Ρ€Π²Ρ‹Π΅ создали Π² 2011 Π³ΠΎΠ΄Ρƒ (Β«Nature NanotechnologyΒ», 2011, 6, 147β€”150; doi: 10.1038/nnano.2010.279), ΠΎΠ΄Π½Π°ΠΊΠΎ Ρ‚ΠΎΠ³Π΄Π°, сСмь Π»Π΅Ρ‚ Π½Π°Π·Π°Π΄, ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Ρ†Ρ‹ Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π΄ΠΈΡΡƒΠ»ΡŒΡ„ΠΈΠ΄Π° ΠΌΠΎΠ»ΠΈΠ±Π΄Π΅Π½Π° содСрТали Π½Π΅ΠΌΠ°Π»ΠΎ Π΄Π΅Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΠ², ΠΈ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚ΠΎΡΠΏΠΎΡΠΎΠ±Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ транзисторов ΠΈΠ· MoS2 оставляла ΠΆΠ΅Π»Π°Ρ‚ΡŒ Π»ΡƒΡ‡ΡˆΠ΅Π³ΠΎ.

Π’ 2017 Π³ΠΎΠ΄Ρƒ Ρ…ΠΈΠΌΠΈΠΊΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠ»ΠΈ большиС (нСсколько ΠΊΠ²Π°Π΄Ρ€Π°Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… сантимСтров) ΠΏΠ»Π΅Π½ΠΊΠΈ ΠΈΠ· Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π΄ΠΈΡΡƒΠ»ΡŒΡ„ΠΈΠ΄Π° ΠΌΠΎΠ»ΠΈΠ±Π΄Π΅Π½Π°, химичСски осадив ΠΏΠ°Ρ€Ρ‹ Π½Π° Ρ‚Π²Π΅Ρ€Π΄ΡƒΡŽ ΠΏΠΎΠ΄Π»ΠΎΠΆΠΊΡƒ ΠΈΠ· крСмния (Β«2D MaterialsΒ», 2017, 4, 011009; doi: 10.1088/2053-1583/4/1/011009). Π’Π°ΠΊΠΎΠΉ Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½Ρ‹ΠΉ Π΄ΠΈΡΡƒΠ»ΡŒΡ„ΠΈΠ΄ ΠΌΠΎΠ»ΠΈΠ±Π΄Π΅Π½Π° ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π½Π°Π·Π²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΈΠ΄Π΅Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ, Π² Π΅Π³ΠΎ структурС практичСски Π½Π΅Ρ‚ Π΄Π΅Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΠ². Однако этого нСдостаточно β€” Π½ΡƒΠΆΠ½ΠΎ Π΅Ρ‰Π΅ пСрСнСсти ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π» с ΠΏΠΎΠ΄Π»ΠΎΠΆΠΊΠΈ, Π½Π° ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ ΠΎΠ½ растСт, Π½Π° ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Π½ΡƒΡŽ схСму, Ρ‡Ρ‚ΠΎ слоТно. Π’ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½Π° слоя Π΄ΠΈΡΡƒΠ»ΡŒΡ„ΠΈΠ΄Π° ΠΌΠΎΠ»ΠΈΠ±Π΄Π΅Π½Π° мСньшС Π½Π°Π½ΠΎΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€Π°, поэтому Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ Π΄Π°ΠΆΠ΅ с ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΌ ΠΊΠ²Π°Π΄Ρ€Π°Ρ‚Π½Ρ‹ΠΌ сантимСтром этого Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π° Ρ‚Ρ€ΡƒΠ΄Π½Π΅Π΅, Ρ‡Π΅ΠΌ ΠΏΡ‹Ρ‚Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π·Π°ΡΡ‚Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ„ΡƒΡ‚Π±ΠΎΠ»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ стадион сплошной полиэтилСновой ΠΏΠ»Π΅Π½ΠΊΠΎΠΉ, Π½Π΅ Ρ€Π°Π·ΠΎΡ€Π²Π°Π² Π΅Π΅. ΠžΠΏΡ‹Ρ‚ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹ с 2D-MoS2 ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½Ρ‹Π΅ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Ρ‹, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ всС Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ приходится Π²Ρ‹Ρ€Π°Ρ‰ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Π½Π° ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΈ, Π½Π΅ Π°Π»ΡŒΡ‚Π΅Ρ€Π½Π°Ρ‚ΠΈΠ²Π° ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΡŽ Π² микроэлСктроникС, Π° скорСС Π΄ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅. Π’ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ, Π² пСрспСктивС появятся Ρ‚Π΅Ρ…Π½ΠΎΠ»ΠΎΠ³ΠΈΠΈ, ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΡΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎ Π²Ρ‹Ρ€Π°Ρ‰ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ транзисторы ΠΈΠ· Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π΄ΠΈΡΡƒΠ»ΡŒΡ„ΠΈΠ΄Π° ΠΌΠΎΠ»ΠΈΠ±Π΄Π΅Π½Π° прямо Π½Π° повСрхности крСмния β€” Ρ‚Π°ΠΌ Π³Π΄Π΅ Π΅ΠΌΡƒ Π½ΡƒΠΆΠ½ΠΎ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Ρ€Π΅ΡˆΠ°Ρ‚ΡŒ свою Π·Π°Π΄Π°Ρ‡Ρƒ.

Диоксид гафния для изоляции

Π§Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠΈΡ‚ΡŒ транзистор, Π½ΡƒΠΆΠ½ΠΎ ΠΌΠ΅Π½ΡΡ‚ΡŒ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π» Π½Π΅ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ ΠΊΠ°Π½Π°Π»Π°, Π½ΠΎ ΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… Π΅Π³ΠΎ составных частСй. Для Π·Π°Ρ‚Π²ΠΎΡ€Π° транзистора Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌ диэлСктрик. БСйчас Π·Π°Ρ‚Π²ΠΎΡ€Ρ‹ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠ΅Π²Ρ‹Ρ… транзисторов Π΄Π΅Π»Π°ΡŽΡ‚ ΠΈΠ· диоксида крСмния, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ Ρ‚ΠΎΠΆΠ΅ Π½Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΎΠ±Π΅ΡΠΏΠ΅Ρ‡ΠΈΡ‚ΡŒ Π½ΠΎΡ€ΠΌΠ°Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρƒ транзистора ΠΏΡ€ΠΈ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ΅Π½ΠΈΠΈ Π΅Π³ΠΎ ΠΌΠ°ΡΡˆΡ‚Π°Π±Π°, β€” Ссли ΠΏΡ€ΠΎΠ΄ΠΎΠ»ΠΆΠ°Ρ‚ΡŒ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ°Ρ‚ΡŒ Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½Ρƒ Π·Π°Ρ‚Π²ΠΎΡ€Π°, элСктроны Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ просто Ρ‚ΡƒΠ½Π½Π΅Π»ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· Ρ‚ΠΎΠ½ΠΊΠΈΠΉ слой диэлСктрика. Π’ качСствС Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎΠ³ΠΎ Π²Π°Ρ€ΠΈΠ°Π½Ρ‚Π° Π·Π°ΠΌΠ΅Π½Ρ‹ Ρ€Π°ΡΡΠΌΠ°Ρ‚Ρ€ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ ΠΎΠ΄Π½Ρƒ ΠΈΠ· ΠΏΠΎΠ»ΠΈΠΌΠΎΡ€Ρ„Π½Ρ‹Ρ… кристалличСских ΠΌΠΎΠ΄ΠΈΡ„ΠΈΠΊΠ°Ρ†ΠΈΠΉ диоксида гафния. Она интСрСсна Ρ‚Π΅ΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρƒ Π½Π΅Π΅ Π΄Π°ΠΆΠ΅ Π² ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ Ρ‚ΠΎΠ½ΠΊΠΎΠΌ слоС Π²Π΅Π»ΠΈΠΊΠ° ΡˆΠΈΡ€ΠΈΠ½Π° Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ энСргСтичСской Π·ΠΎΠ½Ρ‹, Ρ‡Ρ‚ΠΎ позволяСт ΠΈΡΠΊΠ»ΡŽΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ появлСниС Ρ‚ΠΎΠΊΠΎΠ² ΡƒΡ‚Π΅Ρ‡ΠΊΠΈ Π·Π° счСт туннСлирования элСктронов.

Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ. Π‘ΠΌΠΎΡ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΡŒ Ρ„ΠΎΡ‚ΠΎ Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ. Π‘ΠΌΠΎΡ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΡŒ ΠΊΠ°Ρ€Ρ‚ΠΈΠ½ΠΊΡƒ Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ. ΠšΠ°Ρ€Ρ‚ΠΈΠ½ΠΊΠ° ΠΏΡ€ΠΎ Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ. Π€ΠΎΡ‚ΠΎ Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ

2. Диоксид гафния ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΡΡƒΡ‰Π΅ΡΡ‚Π²ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Π² Π΄Π²ΡƒΡ… Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ°Ρ… β€” ΠΌΠΎΠ½ΠΎΠΊΠ»ΠΈΠ½Π½ΠΎΠΉ (слСва) ΠΈ Ρ‚Π΅Ρ‚Ρ€Π°Π³ΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ (справа). Π˜Ρ… диэлСктричСская ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ Ρ€Π°Π²Π½Π° 18 ΠΈ 75 соотвСтствСнно (Β«Nature CommunicationsΒ», 2017, 8, 15316)

Π•Ρ‰Π΅ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ Π²Π°ΠΆΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΏΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ β€” диэлСктричСская ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ. Π£ диоксида крСмния ΠΎΠ½Π° составляСт всСго 3,9, Π° Ρ‡Π΅ΠΌ большС диэлСктричСская ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π° Π·Π°Ρ‚Π²ΠΎΡ€Π°, Ρ‚Π΅ΠΌ Ρ‚ΠΎΡ‡Π½Π΅Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Ρ€ΠΎΠ»ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ транзистора. ДиэлСктричСская ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎΠΉ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡ‹ диоксида гафния Ρ€Π°Π²Π½Π° 18, ΠΈ этот ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π» ΡƒΠΆΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½ΡΡŽΡ‚ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²ΠΎΠΉ ΠΏΡ€ΠΎΠΌΡ‹ΡˆΠ»Π΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΠΈ. Π’ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ, Π΄Π΅Ρ‚Π°Π»ΠΈ, ΠΈΠ·Π³ΠΎΡ‚ΠΎΠ²Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ ΠΈΠ· диоксида гафния, Π΅ΡΡ‚ΡŒ ΠΈ Π² вашСм смартфонС ΠΈΠ»ΠΈ ΠΊΠΎΠΌΠΏΡŒΡŽΡ‚Π΅Ρ€Π΅. Но исслСдоватСлСй интСрСсуСт Π½Π΅ эта Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ° HfO2, Π° другая, Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ экзотичСская, β€” Ρ‚Π΅Ρ‚Ρ€Π°Π³ΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ (рис. 2). Π•Π΅ диэлСктричСская ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ, судя ΠΏΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠ³Π½ΠΎΠ·Π°ΠΌ, Ρ€Π°Π²Π½Π° ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎ 75 β€” ΠΈΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ диоксид гафния ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π»Π΅ΠΊΠ°Ρ‚Π΅Π»Π΅Π½ для изготовлСния транзисторов Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‰Π΅Π³ΠΎ (Β«Applied Physics LettersΒ», 2014, 104, 201903; doi: 10.1063/1.4878401, ΠΏΠΎΠ»Π½Ρ‹ΠΉ тСкст).

ЕдинствСнноС Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ двумя Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ°ΠΌΠΈ диоксида гафния β€” Ρ‚Π΅Ρ‚Ρ€Π°Π³ΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ ΠΈ ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎΠΉ ΠΌΠΎΠ½ΠΎΠΊΠ»ΠΈΠ½Π½ΠΎΠΉ β€” Π·Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π΅Ρ‚ΡΡ Π²ΠΎ Π²Π·Π°ΠΈΠΌΠ½ΠΎΠΌ располоТСнии Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² гафния ΠΈ кислорода. ΠŸΡ€ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π΅ ΠΈΠ· ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡ‹ Π² Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΡƒΡŽ Π½Π΅ рвутся ΠΈ Π½Π΅ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ Π½ΠΎΠ²Ρ‹Π΅ химичСскиС связи, Π° Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚, для этого Π½ΡƒΠΆΠ½ΠΎ Π½Π΅ Ρ‚Π°ΠΊ ΡƒΠΆ ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ энСргии. Π‘ Ρ‚Π΅Ρ‚Ρ€Π°Π³ΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠΎΠΉ HfO2 Π΅ΡΡ‚ΡŒ лишь ΠΎΠ΄Π½Π°, Π½ΠΎ ΡΠ΅Ρ€ΡŒΠ΅Π·Π½Π°Ρ ΠΏΡ€ΠΎΠ±Π»Π΅ΠΌΠ°: такая конфигурация кристаллов ΡΡ‚Π°Π±ΠΈΠ»ΡŒΠ½Π° Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ ΠΏΡ€ΠΈ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅ 1700Β°C. Π’Π°ΠΊ Π±Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ нСчасто β€” ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ΡΡ ΠΏΡ€ΠΈ высоких Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π°Ρ… ΠΏΠΎΠ»ΠΈΠΌΠΎΡ€Ρ„Π½Ρ‹Π΅ кристалличСскиС ΠΌΠΎΠ΄ΠΈΡ„ΠΈΠΊΠ°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Β«Π·Π°ΠΌΠΎΡ€ΠΎΠ·ΠΈΡ‚ΡŒΒ» ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΠΌΠ½Π°Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅, ΠΏΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ энСргия Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π°Ρ†ΠΈΠΈ, нСобходимая для ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π° ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹ΠΌΠΈ модификациями кристаллов, Π½Π΅ особСнно Π²Π΅Π»ΠΈΠΊΠ°. Для диоксида гафния, ΡƒΠ²Ρ‹, Π»Π΅Π³ΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π° ΠΎΡ‚ ΠΌΠΎΠ½ΠΎΠΊΠ»ΠΈΠ½Π½ΠΎΠΉ ΠΊ Ρ‚Π΅Ρ‚Ρ€Π°Π³ΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ ΠΌΠΎΠ΄ΠΈΡ„ΠΈΠΊΠ°Ρ†ΠΈΠΈ ΡƒΠΏΡ€ΠΎΡ‰Π°Π΅Ρ‚ ΠΈ ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚Π½Ρ‹ΠΉ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄. Π”Π°ΠΆΠ΅ Ссли ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Π΅Ρ† Ρ‚Π΅Ρ‚Ρ€Π°Π³ΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ диоксида гафния ΠΈΠ·Π²Π»Π΅Ρ‡ΡŒ ΠΈΠ· ΠΌΡƒΡ„Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ ΠΏΠ΅Ρ‡ΠΈ ΠΈ ΠΌΠΎΠΌΠ΅Π½Ρ‚Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎ пСрСнСсти Π² ΠΆΠΈΠ΄ΠΊΠΈΠΉ Π°Π·ΠΎΡ‚, Ρ‚Π΅Ρ‚Ρ€Π°Π³ΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ HfO2 вновь ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΉΠ΄Π΅Ρ‚ Π² ΠΌΠΎΠ½ΠΎΠΊΠ»ΠΈΠ½Π½ΡƒΡŽ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒ.

Казалось Π±Ρ‹, Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π» нСльзя ΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ Ρ…ΠΎΡ€ΠΎΡˆΠΈΠΌ ΠΊΠ°Π½Π΄ΠΈΠ΄Π°Ρ‚ΠΎΠΌ Π½Π° ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² микроэлСктроникС. Однако совсСм Π½Π΅Π΄Π°Π²Π½ΠΎ Π²Ρ‹ΡΡΠ½ΠΈΠ»ΠΎΡΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π½Π° Π½Π°Π½ΠΎΡ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠΌ ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ диоксид гафния Π²Π΅Π΄Π΅Ρ‚ сСбя ΠΈΠ½Π°Ρ‡Π΅, Π½Π΅ΠΆΠ΅Π»ΠΈ Π² «объСмном» состоянии (Β«Nature CommunicationsΒ», 2017, 8, 15316; doi: 10.1038/ncomms15316, ΠΏΠΎΠ»Π½Ρ‹ΠΉ тСкст). Π£Ρ‡Π΅Π½Ρ‹Π΅ наблюдали, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΎΡ‚Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ Π½Π°Π½ΠΎΡΡ‚Π΅Ρ€ΠΆΠ΅Π½ΡŒ ΠΈΠ· диоксида гафния ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ Π² Ρ‚Π΅Ρ‚Ρ€Π°Π³ΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ ΠΌΠΎΠ΄ΠΈΡ„ΠΈΠΊΠ°Ρ†ΠΈΡŽ ΠΏΡ€ΠΈ 600Β°C. Π˜Π·ΡƒΡ‡Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ с ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ ΠΏΡ€ΠΎΡΠ²Π΅Ρ‡ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‰Π΅Π³ΠΎ элСктронного микроскопа ΠΌΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌ роста кристаллов позволяСт Π½Π°Π΄Π΅ΡΡ‚ΡŒΡΡ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ кристалличСская Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΠ° наностСрТнСй нСбольшого Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€Π° смоТСт ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΈΠ· ΠΌΠΎΠ½ΠΎΠΊΠ»ΠΈΠ½Π½ΠΎΠΉ Π² Ρ‚Π΅Ρ‚Ρ€Π°Π³ΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ ΠΊΠΎΠ½Ρ„ΠΈΠ³ΡƒΡ€Π°Ρ†ΠΈΡŽ ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΠΌΠ½Π°Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅, ΠΏΡ€ΠΈΡ‡Π΅ΠΌ останСтся ΡΡ‚Π°Π±ΠΈΠ»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ. ΠšΠΎΠ½Π΅Ρ‡Π½ΠΎ, ΠΏΠΎΠΊΠ° это далСкая пСрспСктива. Однако ΠΏΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ Π² микроэлСктроникС Π² качСствС изолятора ΡƒΠΆΠ΅ ΠΊΠΎΠ΅-Π³Π΄Π΅ примСняСтся моноклинная модификация HfO2, Π½Π΅ ΠΈΡΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ, Ссли удастся ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π°Ρ‚ΡŒ доставочныС количСства Ρ‚Π΅Ρ‚Ρ€Π°Π³ΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ кристалличСской ΠΌΠΎΠ΄ΠΈΡ„ΠΈΠΊΠ°Ρ†ΠΈΠΈ, ΠΏΡ€ΠΎΠΌΡ‹ΡˆΠ»Π΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ заинтСрСсована ΠΈ Π² Π½Π΅ΠΉ Ρ‚ΠΎΠΆΠ΅.

Диоксид гафния интСрСсСн Π΅Ρ‰Π΅ ΠΈ Ρ‚Π΅ΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π΅Π³ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈ производствС транзисторов ΠΈ микросхСм ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΎΡ€Π³Π°Π½ΠΈΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Ρ‚Π°ΠΊ ΠΆΠ΅, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ диэлСктричСских слоСв ΠΈΠ· диоксида крСмния. ПлСнки SiO2 Π½Π΅ наносят ΡΠΏΠ΅Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎ β€” ΠΎΠ½ΠΈ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ Π² Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Π°ΠΊΡ‚Π° крСмния с Π²ΠΎΠ·Π΄ΡƒΡ…ΠΎΠΌ. Π”Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Π΅ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Ρ‹, ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½ΡΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ΡΡ Π² элСктроникС, Π½Π΅ ΠΎΠΊΠΈΡΠ»ΡΡŽΡ‚ΡΡ, Π»ΠΈΠ±ΠΎ Π² Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ ΠΈΡ… окислСния ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π΅ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ Ρ…ΠΎΡ€ΠΎΡˆΠΈΠ΅ изоляторы. На Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ приходится ΠΎΡ‚Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Π½Π°Π½ΠΎΡΠΈΡ‚ΡŒ слой диэлСктрика, Ρ‡Ρ‚ΠΎ услоТняСт производство ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚ΠΎΠ² элСктронных схСм ΠΈ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ²Π°Π΅Ρ‚ ΠΈΡ… ΡΡ‚ΠΎΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ.

Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ. Π‘ΠΌΠΎΡ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΡŒ Ρ„ΠΎΡ‚ΠΎ Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ. Π‘ΠΌΠΎΡ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΡŒ ΠΊΠ°Ρ€Ρ‚ΠΈΠ½ΠΊΡƒ Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ. ΠšΠ°Ρ€Ρ‚ΠΈΠ½ΠΊΠ° ΠΏΡ€ΠΎ Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ. Π€ΠΎΡ‚ΠΎ Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ

3. ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ дисСлСнид гафния ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Π°ΠΊΡ‚Π΅ с Π²ΠΎΠ·Π΄ΡƒΡ…ΠΎΠΌ окисляСтся Π΄ΠΎ диэлСктрика β€” диоксида гафния, Π² Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ ΠΎΡ‚ΠΏΠ°Π΄Π°Π΅Ρ‚ Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΡΠΏΠ΅Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎ Π½Π°Π½ΠΎΡΠΈΡ‚ΡŒ слой диэлСктрика

НСдавниС исслСдования ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π»ΠΈ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ наноструктуры полупроводящСго сСлСнида гафния (ΠΈ сСлСнида циркония) ΠΎΠΊΠΈΡΠ»ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Π°ΠΊΡ‚Π΅ с Π²ΠΎΠ·Π΄ΡƒΡ…ΠΎΠΌ ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈ этом ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ ΠΈΠ·ΠΎΠ»ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ ΠΏΠ»Π΅Π½ΠΊΠΈ ΠΈΠ· ΡΠΎΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΡ… оксидов. Из Π½Π°Π½ΠΎΡ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€Π½Ρ‹Ρ… ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Ρ†ΠΎΠ² сСлСнида гафния ΠΈ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‰Π΅Π³ΠΎΡΡ ΠΏΡ€ΠΈ Π΅Π³ΠΎ окислСнии диоксида Π±Ρ‹Π»ΠΈ созданы Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ транзисторы (Β«Science AdvancesΒ», 2017, 3, 8, e1700481; doi: 10.1126/sciadv.1700481; рис. 3). Пока Π΅Ρ‰Π΅ дисСлСнид гафния для этих устройств ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π°Π»ΠΈ с ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ всС Ρ‚ΠΎΠΉ ΠΆΠ΅ эксфолиации (отдСлСния) слоСв ΠΎΡ‚ кристалла дисСлСнида. ΠŸΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ ΠΈ для Π³Ρ€Π°Ρ„Π΅Π½Π°, ΠΈ для Π΄ΠΈΡΡƒΠ»ΡŒΡ„ΠΈΠ΄Π° ΠΌΠΎΠ»ΠΈΠ±Π΄Π΅Π½Π° появились Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠ΅, Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ эффСктивныС ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΎΠ΄Ρ‹ получСния, Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ, вскорС Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½Ρ‹Π΅ HfSe2 ΠΈ ZrSe2 ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π΄Π΅Π»Π°Ρ‚ΡŒ Π±Π΅Π· ΠΊΠ»Π΅ΠΉΠΊΠΎΠΉ Π»Π΅Π½Ρ‚Ρ‹.

Π˜Ρ‚Π°ΠΊ, ΠΏΠΎΡ…ΠΎΠΆΠ΅, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π·Π°ΠΊΠΎΠ½ ΠœΡƒΡ€Π° ΠΏΡ€ΠΎΠ΄ΠΎΠ»ΠΆΠΈΡ‚ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ. ΠœΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Ρ‹, способныС Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ, ΡΡƒΡ‰Π΅ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚, Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ β€” ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Π΅ ΠΏΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€Ρ‹ Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… ΠΈΠ· Π½ΠΈΡ… Π»ΡƒΡ‡ΡˆΠ΅, Ρ‡Π΅ΠΌ Ρƒ крСмния. НСкоторыС ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Ρ‹, Ρ‚Ρ€Π°Π΄ΠΈΡ†ΠΈΠΎΠ½Π½Ρ‹Π΅ для микроэлСктроники, ΡƒΠΆΠ΅ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π½ΠΎΠ²Ρ‹ΠΌΠΈ. Π“Π»Π°Π²Π½Ρ‹ΠΉ вопрос, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ стоит ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄ микроэлСктроникой, Π² Ρ‚ΠΎΠΌ числС ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄ микроэлСктроникой Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½Ρ‹Ρ… ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ²: смоТСт Π»ΠΈ ΠΈΡ… тСорСтичСскоС ΠΈ практичСскоС исслСдованиС Π²Ρ‹Π΄Π΅Ρ€ΠΆΠ°Ρ‚ΡŒ Π³ΠΎΠ½ΠΊΡƒ Π½Π° ΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ с Π·Π°ΠΊΠΎΠ½ΠΎΠΌ ΠœΡƒΡ€Π°? УспССм Π»ΠΈ ΠΌΡ‹ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ транзисторы ΠΈ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ схСмы ΠΈΠ· Π½ΠΎΠ²Ρ‹Ρ… ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Π΄ΠΎ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΡ€ΠΈΠ΄Π΅ΠΌ ΠΊ физичСскому ΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Ρƒ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠ² транзисторов ΠΈΠ· крСмния? ΠžΡ‚Π²Π΅Ρ‚ Π½Π° этот вопрос ΠΌΡ‹ ΡƒΠ·Π½Π°Π΅ΠΌ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ скоро. Но Π±ΡƒΠ΄Π΅ΠΌ оптимистами β€” прогрСсс микроэлСктроники ΡƒΠΆΠ΅ Π½Π΅ Ρ€Π°Π· удивлял нас Π·Π° нСсколько послСдних дСсятилСтий, навСрняка ΡƒΠ΄ΠΈΠ²ΠΈΡ‚ ΠΈ снова.

Π­Ρ‚Π° ΡΡ‚Π°Ρ‚ΡŒΡ доступна Π² ΠΏΠ΅Ρ‡Π°Ρ‚Π½ΠΎΠΌ Π½ΠΎΠΌΠ΅Ρ€Π΅ «Π₯ΠΈΠΌΠΈΠΈ ΠΈ ΠΆΠΈΠ·Π½ΠΈ» (β„– 3/2018) Π½Π°. с 7 β€” 9.

Π˜ΡΡ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΈΠΊ

Π”ΠΎΠ±Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΠΌΠΌΠ΅Π½Ρ‚Π°Ρ€ΠΈΠΉ

Π’Π°Ρˆ адрСс email Π½Π΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΎΠΏΡƒΠ±Π»ΠΈΠΊΠΎΠ²Π°Π½. ΠžΠ±ΡΠ·Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ поля ΠΏΠΎΠΌΠ΅Ρ‡Π΅Π½Ρ‹ *

Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ. Π‘ΠΌΠΎΡ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΡŒ Ρ„ΠΎΡ‚ΠΎ Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ. Π‘ΠΌΠΎΡ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΡŒ ΠΊΠ°Ρ€Ρ‚ΠΈΠ½ΠΊΡƒ Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ. ΠšΠ°Ρ€Ρ‚ΠΈΠ½ΠΊΠ° ΠΏΡ€ΠΎ Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ. Π€ΠΎΡ‚ΠΎ Π§Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ