30/04/2015 di Redazione

Ricerca, il transistor perfetto misura soltanto tre atomi

Gli scienziati della Cornell University hanno sperimentato un nuovo processo produttivo per realizzare conduttori ultrasottili efficaci su larga scala. Il materiale di partenza è il transition metal dichalcogenide, che viene “cotto” a 550 gradi e mischiat

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Quanto misura un atomo? Forse qualche picometro, il che significa un metro per dieci alla meno dodici. Insomma, mal di testa assicurato. Eppure, gli scienziati della Cornell University sono abituati a lavorare con le dimensioni infinitesimali. L’ultimo frutto delle loro geniali menti è un transistor spesso soltanto tre atomi, realizzato grazie a un metodo di produzione avanzato su un nuovo materiale: si chiama “transition metal dichalcogenide” (Tdm) ed è una pellicola estremamente sottile e ad altissima conduttività. Il Tdm si è rivelato fondamentale negli ultimi tempi per la fabbricazione di prodotti tecnologici complessi, come gli indossabili flessibili o le celle solari. L’unica pecca, almeno finora, era la difficoltà di produzione su vasta scala.

“Il nostro lavoro spinge il Tdm verso una scalabilità rilevante dal punto di vista tecnologico, aprendo la strada per la realizzazione massiva di dispositivi. Teoricamente non esistono barriere alla disponibilità commerciale”, ha commentato Saien Xie, uno degli autori principali dello studio. Le conseguenze pratiche sono evidenti: con chip in silicio che ormai stanno raggiungendo limiti fisici innegabili, a cinquant’anni dalla legge di Moore, diventa urgente trovare nuovi materiali che possano in futuro sostituire il classico semiconduttore.

Il successo riportato dal team della Cornell risiede nell’aver diminuito drasticamente il tasso di fallimento operativo: fino ad oggi, infatti, lavorare sul Tdm comportava numerosi errori e problemi di fabbricazione, a causa della sua dimensione sub-nanometrica. La nuova metodica scoperta dagli scienziati combina il solfuro di allile e un esacarbonile metallico, mischiati su un wafer in silicio cotto a 550 gradi per 26 ore in presenza di idrogeno. I risultati sono stati sorprendenti: duecento transistor ultrasottili con una buona mobilità degli elettroni e pochi difetti. Tra questi chip, soltanto due sono risultati inutilizzabili, portando quindi il tasso di successo al 99 per cento.

Sviluppare ulteriormente queste tecniche potrà forse portare un giorno alla realizzazione di dispositivi in materiali alternativi, abbattendo i costi. Sicuramente gli scienziati dovranno lavorare ancora sui processi produttivi: nel caso della Cornell, infatti, cuocere le lastre a 550 gradi porterebbe alla fusione di molti materiali di supporto al Tdm, rendendo vano lo sforzo.

 

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