Компресиран германий за устройства с висока мобилност

Тъй като електронните устройства намаляват и търсенето на енергия нараства, традиционните силициеви полупроводници достигат физически граници поради по-високото разсейване на енергия.Изследователите изследват материали, които комбинират висока електрическа производителност със съвместимост за съществуващите процеси за производство на чипове.

Екип от Университета на Уоруик и Националния изследователски съвет на Канада разработи нанометър тънък, напрегнат под налягане слой от германий върху силиций, постигайки рекордна мобилност на електрическия заряд.Проучването е публикувано в Materials Today.

Пробивът е постигнат чрез внимателно проектиране на германиевия епислой с прецизно напрежение, създавайки ултра-чиста кристална структура, която позволява на електрическия заряд да се движи почти без съпротивление.Материалът демонстрира рекордна мобилност на дупки от 7,15 милиона cm² за волт-секунда, далеч надхвърляйки конвенционалния силиций, което позволява по-бърза работа и по-ниска консумация на енергия.

Този подложен на натиск материал германий върху силиций съчетава водеща в света мобилност с индустриална мащабируемост, което го прави съвместим с модерното производство на силициеви полупроводници.Той осигурява практически път за електроника от следващо поколение, включително квантови изчислителни устройства, спин кубити, криогенни контролери, AI процесори и хардуер за центрове за данни с намалени изисквания за енергия и охлаждане.

Основните характеристики на изследването включват:

Подвижност на дупки от 7,15 милиона cm²/V·s
Нанометър тънък германиев епилатор върху силиций
Изключително чиста кристална структура за поток на заряд почти без триене
Съвместим с основните силициеви полупроводникови процеси
Позволява по-бързи, по-енергийно ефективни класически и квантови устройства
Д-р Сергей Студеникин, главен научен директор, Национален изследователски съвет на Канада, казва: „Това поставя нов стандарт за пренос на заряд в полупроводници от група IV и отваря вратата към по-бърза, по-енергийно ефективна електроника, напълно съвместима със съществуващата силициева технология.“