Un progetto di ricerca europeo ha compiuto un passo importante verso l'ulteriore miniaturizzazione della nanoelettronica, utilizzando un nuovo materiale altamente promettente chiamato silicene. Il suo obiettivo:rendere i dispositivi del futuro molto più potenti ed efficienti dal punto di vista energetico.

silicio, un nuovo materiale semiconduttore che combina le proprietà del silicio e del grafene, è uno dei candidati più promettenti per la produzione di circuiti elettronici ancora più piccoli per i futuri dispositivi intelligenti.

'L'elettronica è attualmente incorporata in molti strati di atomi di silicio. Se possono essere realizzati in un unico strato, possono essere ridotti a dimensioni molto più piccole e possiamo ridurre la dispersione di corrente, allo stesso tempo rendendo i dispositivi più potenti ed efficienti dal punto di vista energetico, ' ha spiegato il dottor Athanasios Dimoulas, coordinatore del progetto 2D-NANOLATTICES dell'UE.

Il grafene è una sostanza interessante in quanto si trova in un singolo strato di atomi, ma non ha il "gap energetico" necessario per essere un materiale semiconduttore. silicio, una forma 2D di silicio, porta le sue proprietà di semiconduttore nel mondo dei materiali 2D. Il problema del silicio però, se viene modificato a contatto con altre sostanze come i metalli.

Elettronica 100 volte più piccola

La condensazione dell'elettronica in un singolo strato di silicene e il mantenimento delle prestazioni elettroniche si è rivelato un compito difficile per i ricercatori, fino ad ora. Il progetto 2D-NANOLATTICES ha ottenuto un'innovazione significativa in tutto il mondo realizzando un transistor ad effetto di campo (FET) dal materiale per operare a temperatura ambiente.

I FET sono un componente di commutazione chiave nei circuiti elettronici. Incorporandolo in un solo strato di atomi di silicio (nella struttura del silicio), poi trasferendo lo strato, cresciuto su un substrato d'argento, a uno fatto di una sostanza più neutra, biossido di silicio, è un notevole successo. "I test hanno dimostrato che le prestazioni del silicene sono molto, molto buono sul substrato non metallico, ' ha entusiasmato il dottor Dimoulas, di Democrito, Centro nazionale greco per la ricerca scientifica.

"Il fatto che abbiamo questo transistor fatto di un solo strato di materiale come il silicio non è mai stato fatto prima e questo è davvero qualcosa che può essere descritto come una svolta. Sulla base di questo risultato, potrebbe essere possibile realizzare transistor fino a 100 volte più piccoli nella direzione verticale, ' ha aggiunto il dottor Dimoulas.

Vedere il potenziale

Ora che il transistor è stato ridotto verticalmente in un solo strato 2D di atomi, le dimensioni possono essere ridotte lateralmente, pure, il che significa che la stessa area su un chip potrebbe ospitare fino a 25 volte più componenti elettronici, Il dottor Dimoulas ha calcolato.

Inoltre, l'uso di un singolo, canale stretto per condurre la corrente elettrica riduce le perdite di potenza, un problema che da tempo preoccupa l'industria dei semiconduttori:come ridurre ulteriormente le dimensioni senza che i dispositivi si surriscaldino sotto forma di dispersione di corrente.

Questa è una buona notizia per i produttori di chip, mentre la corsa per produrre la prossima ondata di tecnologie di comunicazione si infiamma con l'avvento delle reti mobili 5G.