Исследователи из Лаборатории физики плазмы Министерства энергетики США нашли способ более точно создавать транзисторы на основе дисульфида молибдена — перспективного материала из класса дихалькогенидов переходных металлов (ДПМ). Технология может стать альтернативой кремнию в микроэлектронике будущего.
Дисульфид молибдена имеет толщину всего в три атома: один слой молибдена между двумя слоями серы. Чтобы создать на его основе транзисторы, нужно аккуратно удалить атомы только из верхнего слоя серы, не повредив нижние слои. Традиционно для этого используют плазменную обработку, но грань между удалением верхнего слоя и повреждением основы крайне тонка: энергия воздействия должна быть строго дозированной.
Команда предложила предварительную обработку дисульфида молибдена кислородом или фтором перед плазменным воздействием. Компьютерное моделирование показало: такой подход меняет химию процесса и снижает необходимую энергию.
Мы не разрываем связи напрямую, образуем промежуточные продукты, например, диоксид серы. Этот промежуточный продукт гораздо легче расщепить
Результаты впечатляют: энергия, необходимая для удаления атомов серы, снижается с 30 эВ на необработанной поверхности до 10 эВ при покрытии фтором и до 14 эВ — при покрытии кислородом. Это создает безопасный рабочий диапазон: теперь можно подобрать энергию ионов плазмы так, чтобы удалять верхний слой без риска повредить молибденовую основу.
При обработке ионы сталкиваются с покрытой поверхностью. Кислород соединяется с атомами серы, образуя диоксид серы — стабильную газовую молекулу, которая улетучивается сама. Аналогично действует фтор, создавая летучие соединения серы и фтора.
Исследование опубликовано в Journal of Physical Chemistry Letters. В ближайших планах команды — проверить, можно ли применить тот же подход к родственным материалам (например, заменив молибден на вольфрам или серу на селен). Это поможет понять, насколько широко применима новая технология в микроэлектронике.
Ранее Наука Mail рассказывала, что новый квантовый чип работает при комнатной температуре.
