Инженеры нашли метод подавления утечки электронов в транзисторах

Как квантовая механика помогает анализировать транзисторы

Как сообщает НВ — Техно: Специалисты из южнокорейского университета KAIST применили квантово-механические вычисления на атомарном уровне, чтобы установить пределы миниатюризации транзисторов. В основе их работы лежит вычислительная модель, опирающаяся на фундаментальные законы физики - усовершенствованную теорию функционала плотности (MS-DFT) и метод виртуальной длины переноса. Экспериментальная проверка проводилась на однослойном дисульфиде молибдена - двумерном полупроводнике толщиной всего в один атом. Итоги исследования были опубликованы в журнале Computational Materials.

Что мешает сделать транзисторы еще меньше

Полупроводниковая отрасль постепенно движется к технологическим нормам в 2 нанометра, однако реальные размеры транзисторов пока превышают этот показатель. Ключевым препятствием на пути к дальнейшему уменьшению элементов выступает квантовое туннелирование, вызывающее потерю электронов. Ученые выяснили, что утечку можно эффективно блокировать, если размеры элемента составляют менее 4 нанометров. Это открывает новые горизонты для совершенствования технологий.

Профессор Йон-Хун Ким подчеркнул значимость работы: 'Наше исследование предлагает принципиально новый физический критерий для оценки характеристик транзисторов'.

Кроме того, исследователи отметили, что степень проникновения электронов в канал зависит от типа металлического электрода и геометрии контактной зоны.

Предложенная в работе стратегия проектирования способна кардинально повлиять на эволюцию полупроводниковых устройств и их применение в самых разных сферах.

Работа команды KAIST представляет собой важный шаг к преодолению текущих ограничений в миниатюризации транзисторов, что может дать мощный импульс технологическому прогрессу. На фоне растущего спроса на более производительные и энергоэффективные гаджеты результаты этого исследования открывают свежие возможности для инноваций в производстве микросхем и электронных компонентов. Они также способны подтолкнуть к созданию новых материалов и конструкций, отвечающих современным запросам индустрии.