La legge di Moore è un suggerimento empirico che afferma che il numero di transistor raddoppia ogni pochi anni nei circuiti integrati (IC). Però, La legge di Moore ha iniziato a fallire poiché i transistor sono ora così piccoli che le attuali tecnologie basate sul silicio non sono in grado di offrire ulteriori opportunità di contrazione.

Una possibilità per superare la legge di Moore è ricorrere a semiconduttori bidimensionali. Questi materiali bidimensionali sono così sottili da consentire la propagazione di portatori di carica liberi, vale a dire elettroni e lacune nei transistor che trasportano le informazioni, lungo un piano ultrasottile. Questo confinamento dei portatori di carica può potenzialmente consentire la commutazione del semiconduttore molto facilmente. Consente inoltre ai percorsi direzionali per i portatori di carica di muoversi senza dispersione e quindi portando a una resistenza infinitamente piccola per i transistor.

Ciò significa che in teoria, i materiali bidimensionali possono dare luogo a transistor che non sprecano energia durante la loro accensione/spegnimento. Teoricamente, possono commutare molto velocemente e anche spegnersi a valori di resistenza zero assoluto durante i loro stati non operativi. Sembra l'ideale, ma la vita non è l'ideale! In realtà, ci sono ancora molte barriere tecnologiche che dovrebbero essere superate per creare semiconduttori ultrasottili così perfetti. Una delle barriere con le attuali tecnologie è che i film ultrasottili depositati sono pieni di bordi di grano in modo che i portatori di carica vengano rimbalzati da essi e quindi la perdita resistiva aumenta.

Uno dei semiconduttori ultrasottili più interessanti è il bisolfuro di molibdeno (MoS ₂ ), che è stato oggetto di indagine negli ultimi due decenni per le sue proprietà elettroniche. Però, ottenere MoS . bidimensionale su larga scala ₂ senza bordi di grano ha dimostrato di essere una vera sfida. Utilizzando tutte le attuali tecnologie di deposizione su larga scala, MoS . senza bordi di grano ₂ essenziale per la realizzazione di circuiti integrati è stato ancora raggiunto con una maturità accettabile. Però, ora ricercatori della Scuola di Ingegneria Chimica, L'Università del New South Wales (UNSW) ha sviluppato un metodo per eliminare tali confini di grano basato su un nuovo approccio di deposizione.

"Questa capacità unica è stata ottenuta con l'aiuto del metallo gallio allo stato liquido. Il gallio è un metallo straordinario con un punto di fusione basso di soli 29,8 gradi C. Significa che a una temperatura normale dell'ufficio è solido, mentre si trasforma in liquido quando viene posto sul palmo della mano di qualcuno. È un metallo fuso, quindi la sua superficie è atomicamente liscia. È anche un metallo convenzionale, il che significa che la sua superficie fornisce un gran numero di elettroni liberi per facilitare le reazioni chimiche, "Signora Yifang Wang, ha detto il primo autore dell'articolo.

"Portando le fonti di molibdeno e zolfo vicino alla superficie del metallo liquido di gallio, siamo stati in grado di realizzare reazioni chimiche che formano i legami molibdeno zolfo per stabilire il MoS . desiderato ₂ . Il materiale bidimensionale formato è modellato su una superficie atomicamente liscia di gallio, quindi è naturalmente nucleato e privo di bordi di grano. Ciò significa che con una seconda fase di ricottura, siamo stati in grado di ottenere un'area molto ampia MoS ₂ senza confine di grano. Questo è un passo molto importante per ampliare questo affascinante semiconduttore ultra-liscio".

I ricercatori dell'UNSW stanno ora pianificando di espandere i loro metodi per creare altri semiconduttori bidimensionali e materiali dielettrici al fine di creare una serie di materiali che possono essere utilizzati come parti diverse dei transistor.