Новый топологический изолятор для электроники

Новый топологический изолятор для электроники

Специалисты Университета Миннесоты разработали новый материал, обещающий повысить эффективность компьютерной памяти и обработки в целом. Разработчики уже подали патент на материал при поддержке «Semiconductor Research Corporation». Представители электронной промышленности проявили высокий интерес к образцам материала. Об этом сообщает «Nature Materials» — научный журнал, рецензируемый и публикуемый «Nature Publishing Group».

Привлекательный квантовый образец

Исследовательской группой применялся квантовый образец, которому последние годы уделяется высокое внимание со стороны производителей полупроводников. Используя уникальный способ, группа исследователей создала материал с новыми физическими и спин-электронными свойствами.

Новинка дополняет класс материалов, именуемых «топологическими изоляторами». Результаты изучения показывают уникальные спин-электронные транспортные и магнитных свойства топологических изоляторов.

Технологически процесс выращивания монокристаллов предшествует созданию топологических изоляторов. Ещё одной распространенной технологией изготовления является процесс «Molecular Beam Epitaxy» — молекулярно-лучевая эпитаксия.

Здесь кристаллы выращиваются в тонкопленочной структуре. Оба метода видятся сложными для использования в полупроводниковой промышленности.

Первоначально исследовательская группа применяла селенид висмута (Bi2Se3), представляющего соединение висмута и селена. Затем использовался метод осаждения тонкой пленки — «распыление», управляемый импульсным обменом между ионами и атомами в материалах-мишенях.

Технология распыления широко распространена в полупроводниковой промышленности, но впервые использовалась для создания топологического изоляционного материала, который допускает масштабирование для применения в производстве полупроводников.

Однако тот факт, что техника распыления сработала, не стал удивительной частью эксперимента. Наноразмерные зерна менее 6 нанометров в слое распыленного топологического изолятора, создающие новые физические свойства материала и поведение электронов, — вот что стало сенсацией.

Результаты на основе тестирования

По результатам тестирования нового материала исследовательская группа обнаружила 18-кратное увеличение эффективности в плане вычислительной обработки и свойств памяти по сравнению с материалами, используемыми на данный момент.

Остаётся только добавить, что новый материал исследовался с помощью уникальной просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения на базе Университета штата Миннесота.

Это инновационный метод микроскопии, где пучок электронов передается через образец с последующим формированием изображения.

Исследовательская группа отмечает пока что начальный этап экспериментов. Учёные предполагают получить значительно больший прогресс в этом направлении для полупроводниковой промышленности.

Кроме того, не исключается применение в смежных отраслях, таких как технология магнитного произвольного доступа (MRAM).


При помощи информации: UMN