Автор admin 
Цей технологічний прорив допоможе інженерам значно ефективніше проєктувати напівпровідникові чипи наступного покоління та скоротить витрати на дорогі експериментальні спроби під час виробництва.
Читайте также: Пухлина мозку у музи Боттічеллі. Нове дослідження розкрило причину смерті Сімонетти Веспуччі
Команда вчених використала квантово-механічні розрахунки на атомному рівні для визначення точних меж масштабування транзисторів — крихітних перемикачів, що керують електричним струмом у сучасних гаджетах. Наразі, коли напівпровідникова індустрія впевнено вступає у так звану еру 2 нанометрів, реальні фізичні розміри транзисторів усе ще залишаються помітно більшими за цю позначку. Однією з головних перешкод для подальшої мініатюризації є квантове тунелювання — явище, за якого електрони просачуються крізь ізоляційні бар’єри, що ускладнює контроль над струмом.
Пряме вимірювання взаємодії елементів на атомному рівні в місцях з’єднання металевих контактів із напівпровідниковими каналами є майже неможливим завданням. Щоб розв’язати цю проблему, фахівці KAIST застосували обчислювальний підхід на основі перших принципів фізики, використавши вдосконалену теорію функціоналу щільності(MS-DFT) та метод віртуальної довжини перенесення. Це дозволило детально вивчити рух електронів на межі розділу матеріалів і визначити критичну довжину туннелювання, за якої витік енергії починає критично псувати продуктивність транзистора.
Під час досліджень метод протестували на моношарі дисульфіду молібдену — перспективному двовимірному напівпровіднику завтовшки в один атом. Аналіз продемонстрував, що проникнення електронів у канал змінюється залежно від вибору металевого електрода та геометричної структури контактної поверхні. Отже, мінімальний розмір транзистора не є фіксованою цифрою, і розробники можуть коригувати межі масштабування, комбінуючи різні матеріали та конфігурації інтерфейсу.
Читайте также: Аутоімунна помилка. Вчені розгадали 30-річну таємницю запальних захворювань кишківника
Серед вивчених комбінацій вчені виявили, що витік електронів можна успішно придушити навіть за розмірів елемента менше 4 нанометрів. Це підтверджує, що майбутні мікросхеми мають величезний потенціал для подальшого зменшення. Крім того, дослідники запропонували нову стратегію проєктування, яка поєднує двовимірні напівпровідники з різними властивостями задля зниження енергоспоживання систем.
Професор Йон-Хун Ким наголосив, що це дослідження пропонує абсолютно новий фізичний критерій для оцінки транзисторів. Завдяки комп’ютерному аналізу процесів у діапазоні менше 10 нанометрів, які вкрай важко дослідити в лабораторії, індустрія отримає готову віртуальну платформу. Вона дозволить прогнозувати параметри чипів до початку їхнього випуску, прискорюючи створення процесорів для штучного інтелекту та високопродуктивних обчислювальних систем.
Результати цієї фундаментальної праці вже опубліковані в науковому виданні Computational Materials.
Читайте также: В останній день розкопок. В Ізраїлі археологи знайшли два унікальні античні мармурові бюсти