ГлавнаяНовостиСжатый германий для высокомобильных устройств

Сжатый германий для высокомобильных устройств

Исследователи показывают, что германий нанометровой толщины на кремнии обеспечивает высокую подвижность заряда, поддерживая энергоэффективную работу классических и квантовых полупроводниковых устройств на стандартных производственных платформах.




Поскольку электронные устройства уменьшаются, а требования к мощности растут, традиционные кремниевые полупроводники достигают физических пределов из-за более высокого рассеивания энергии.Исследователи изучают материалы, которые сочетают в себе высокие электрические характеристики и совместимость с существующими процессами изготовления чипов.

Команда из Университета Уорика и Национального исследовательского совета Канады разработала нанометровый, деформированный при сжатии слой германия на кремнии, достигнув рекордной подвижности электрического заряда.Исследование было опубликовано в Materials Today.

Прорыв был достигнут благодаря тщательному проектированию эпитаксиального слоя германия с точным напряжением, создав сверхчистую кристаллическую структуру, которая позволяет электрическому заряду перемещаться почти без сопротивления.Материал продемонстрировал рекордную подвижность дырок — 7,15 миллиона см² на вольт-секунду, что намного превосходит обычный кремний, что обеспечивает более быструю работу и более низкое энергопотребление.

Этот сжато-деформированный материал германий-кремний сочетает в себе лучшую в мире мобильность с промышленной масштабируемостью, что делает его совместимым с современным производством кремниевых полупроводников.Он обеспечивает практический путь для создания электроники следующего поколения, включая устройства квантовых вычислений, спиновые кубиты, криогенные контроллеры, процессоры искусственного интеллекта и оборудование центров обработки данных с пониженными потребностями в энергии и охлаждении.

К основным особенностям исследования относятся:

Подвижность дырок 7,15 млн см²/В·с.
Нанометровый слой германия на кремнии
Сверхчистая кристаллическая структура обеспечивает поток заряда практически без трения.
Совместимость с основными процессами производства кремния и полупроводников.
Позволяет использовать более быстрые и энергоэффективные классические и квантовые устройства.
Доктор Сергей Студеникин, главный научный сотрудник Национального исследовательского совета Канады, говорит: «Это устанавливает новый стандарт в области транспорта заряда в полупроводниках группы IV и открывает двери для более быстрой и энергоэффективной электроники, полностью совместимой с существующей кремниевой технологией».