Исследователи используют силу крошечных дефектов в невероятно тонком 2D-материале, чтобы однажды создать компьютерные чипы, которые будут быстрее и эффективнее, чем традиционные кремниевые полупроводниковые платформы
Ученые нашли способ создать более быстрые и эффективные чипы Фото: unsplash.com
«Все наши существующие электронные устройства используют микросхемы, изготовленные из кремния, который является трехмерным материалом, — сказал Шоаиб Халид, физик из Принстонской лаборатории исследований плазмы. — Сейчас многие компании инвестируют значительные средства в микросхемы, состоящие из двумерных материалов».
Этот тип 2D-материала, известный как дихалькогенид переходных металлов (TMD), может иметь толщину всего в несколько атомов. Компьютерные чипы, изготовленные из этих ультратонких полупроводников, могут позволить разработку меньших и более быстрых устройств, поскольку они вмещают гораздо больше вычислительной мощности на меньшей площади поверхности.
Самые тонкие TMD имеют толщину всего три атома и расположены как бутерброд. «Хлеб» состоит из атомов халькогена — элементов 16 группы периодической системы Менделеева, таких как кислород или сера. Атомы переходных металлов — из 3-12 групп — составляют «начинку».
Ученые исследовали, смогут ли они использовать крошечные, размером с атом, несовершенства, которые называются дефектами, в чуть более толстых TMD.
Интересное по теме: Ученые создали ультратонкий чип, который в разы улучшает камеру смартфона
Хотя большинство атомов в TMD расположены упорядоченно, равномерно, время от времени атом может отсутствовать или находиться там, где ему не место. Несмотря на название, дефекты не обязательно являются чем-то плохим, говорят ученые в исследовании. Например, некоторые дефекты делают TMD более электропроводными.
Чтобы воспользоваться положительными эффектами дефектов и уменьшить любые негативные последствия, ученым нужно было понять, как возникают дефекты и как они влияют на характеристики материала.
Как оказалось, дополнительные атомы водорода придают некоторым — но не всем — материалам TMD небольшой отрицательный заряд, превращая их в полупроводники n-типа.
Компьютерные микросхемы полагаются на комбинации полупроводников n-типа и положительно заряженных полупроводников p-типа.
Понимание того, как эти дефекты влияют на производительность TMD, может помочь исследователям в создании компьютерных чипов следующего поколения, говорят ученые. Хотя микросхемы TMD еще не готовы попасть на полки магазинов, компании исследуют ультратонкие микросхемы TMD для решения энергоемких операций искусственного интеллекта (ИИ).
Напомним, что ученые разработали инновационный ИИ-чип. Новый чип значительно повышает энергоэффективность с помощью новой системы материалов. Это должно сократить огромное потребление энергии ИИ путем имитации интегрированных методов обработки биологических нейронных сетей.
Ознакомьтесь с другими популярными материалами:
Создан ИИ-чип, который будет конкурировать с Intel: чем особенный
Чип Neuralink вживят в мозг еще одному человеку — Илон Маск
Meta создает новое поколение ИИ-чипов: что они будут делать
По материалам: Live Science.
