Los investigadores han resuelto tres desafÃos técnicos extremadamente difÃciles que han impedido efectivamente la realización del potencial mostrado por los materiales 2D semiconductores, un ingrediente clave en la fabricación de nuevos transistores de espesor atómico que podrÃan restablecer la Ley de Moore. Gracias al trabajo de un equipo de investigación multiinstitucional, el problema de producir materiales 2D de alta calidad a escala comercial ahora parece estar al alcance de la mano.
El progreso en el desarrollo de semiconductores se ve amenazado por los lÃmites naturales impuestos por la forma en que se fabrican los transistores y los materiales utilizados. Este obstáculo para la Ley de Moore ha cobrado gran importancia durante mucho tiempo, y los cientÃficos con visión de futuro han estado investigando y desarrollando caminos alternativos para lograr las mejoras continuas buscadas.
Transistores 2D: El futuro de la industria de semiconductores
Una de las formas prácticas en que la industria de los semiconductores probablemente dará un nuevo paso es reemplazar el silicio con los llamados materiales 2D para fabricar transistores 2D. Los cientÃficos que prestan mucha atención a los materiales 2D han destacado varias cualidades atractivas que deberÃan conducir a mejoras significativas en el rendimiento, la eficiencia y la escalabilidad. Por ejemplo, el grupo de investigación de componentes (CR) de Intel publicó recientemente nueve artÃculos de investigación, algunos de los cuales promocionan el uso de nuevos materiales bidimensionales como un camino para desarrollar procesadores con más de un billón de transistores para 2030.
Un equipo internacional de cientÃficos afirma que ahora se han resuelto tres desafÃos clave para la comercialización de materiales 2D, lo que hace posible la fabricación de materiales 2D en forma de monocristal en obleas de silicio. Estos desafÃos se describen especÃficamente de la siguiente manera:
- Control cinético preciso del crecimiento de material 2D capa por capa,
- mantener una sola región durante el crecimiento para un espesor uniforme, y
- Capacidad de control a nivel de oblea del recuento de capas y la cristalinidad.
Puede leer el texto completo para obtener más detalles sobre cada uno de estos desafÃos y cómo se abordaron a través de un proceso inventado por un equipo de varias agencias.Este trabajo se detalla en el documento (se abre en una nueva pestaña) Titulado “Crecimiento de materiales 2D monocristalinos no epitaxiales por confinamiento geométrico”, publicado por Nature.
El futuro de los materiales 2D en la industria: Una técnica de crecimiento confinado
Uno de los lÃderes del proyecto, Sang-Hoon Bae, profesor de ingenierÃa mecánica y ciencia de los materiales en la Escuela de IngenierÃa McKelvey de la Universidad de Washington en St. Louis, parece confiar en las implicaciones de la investigación. “Creemos que nuestra técnica de crecimiento confinado puede llevar todos los grandes descubrimientos en fÃsica de materiales 2D a un nivel comercial al permitir la construcción de heterouniones capa por capa de un solo dominio a nivel de oblea”, explicó Bae. sientan una base sólida para la adaptación de materiales 2D a entornos industriales”.
Como ocurre con todas las investigaciones de esta naturaleza, pueden pasar años antes de que veamos materiales 2D utilizados en aplicaciones prácticas. Sin embargo, con Intel y Samsung profundamente involucrados en el proyecto, y de hecho Intel ya tiene transistores 2D Gate All Around (GAA) en su lÃnea de investigación, el futuro puede llegar antes de lo que piensa.
