La famosa legge di Moore non può durare per sempre con le attuali tecnologie. Da anni si studiano materiali monoatomici che possono sostituire il silicio in futuro, come il grafene, ma deve essere trovato un modo per connettere questi materiali 2D agli altri componenti elettronici. Una possibile soluzione è quella sviluppata dai ricercatori del MIT, insieme ai colleghi della University of California (Berkeley) e TSMC.
Bismuto per connettere i transistor 2D
Per risolvere uno dei principali problemi, ovvero la resistenza di contatto tra un elettrodo in metallo e un materiale semiconduttore a singolo layer (in questo caso il solfuro di molibdeno) è stato scelto il bismuto. L’interfaccia tra metalli e semiconduttori produce un fenomeno chiamato “metal-induced gap state” che porta alla formazione di una barriera Schottky, quindi il flusso dei portatori di carica (elettroni e lacune) viene bloccato. L’uso di un semimetallo come il bismuto elimina il problema.
La miniaturizzazione dei transistor oltre una certa soglia non è possibile con il silicio, per cui è necessario utilizzare materiali spessi uno o due atomi, come il solfuro di molibdeno. La resistenza di contatto dei metalli attuali è tuttavia troppo elevata e impedisce di controllare il flusso di elettroni che attraversano il semiconduttore.
I ricercatori del MIT credono che la nuova tecnologia possa velocizzare gli esperimenti con i materiali a singolo layer che, prima o poi, prenderanno il posto del silicio e che permetteranno di realizzare transistor bidimensionali con dimensioni inferiori a 1 nanometro.
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17 mag 2021