Разработан дешевый метод производства полупроводников из графена

В 2016 году мировые продажи полупроводников достигли рекордного объема, составив $339 млрд. В то же время полупроводниковая промышленность потратила около $7,2 млрд только на производство пластин, служащих основой для компонентов микроэлектроники, которые могут быть затем превращены в транзисторы, светодиоды и другие электронные и фотонные устройства, пишет издание EurekAlert.

Новый метод, разработанный исследователями Массачусетского технологического института, значительно снижает общую стоимость технологии применения пластин и делает возможным производство устройств из более редких и производительных полупроводниковых материалов (сейчас используется, в основном, кремний). Ученые предлагают использовать графен — листы графита толщиной в один атом — как своего рода «копировальный аппарат», который переносит сложные кристаллические рисунки с подложки полупроводника на верхний слой идентичного материала.

По словам Джихвана Кима, старшего преподавателя кафедры машиностроения, материаловедения и инженерии MIT, при обычном методе производства полупроводников из пластин после переноса кристаллической решетки пластина настолько сильно срастается с полупроводником, что ее практически невозможно отделить, не повредив оба слоя. «В итоге приходится жертвовать пластиной: она ​​становится частью устройства», — говорит Ким.

Используя графен в качестве промежуточного слоя, производители могут скопировать пластину, отделить скопированную графеновую пленку и использовать пластину заново (графен не прилипает к другим материалам и легко отделяется). Помимо сокращения расходов на пластины данная технология открывает новые возможности для использования более редких и эффективных полупроводниковых материалов.

«Индустрия зациклилась на кремнии. И хотя мы знаем о существовании более эффективных полупроводников, мы не можем их использовать из-за высокой стоимости, — говорит Ким. — Использование графена дает свободу промышленности в выборе полупроводниковых материалов: теперь их можно выбирать на основании производительности, а не стоимости».

В то время как ученые из МИТ работают над совершенствованием технологии производства полупроводников, исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего решили пойти еще дальше и вообще отказались от использования полупроводников при производстве микроэлектроники, заменив их свободными электронами в пространстве.