一个国际研究团队报告了在制造原子薄处理器方面的突破——这一发现可能对纳米级芯片的生产产生深远的影响,并且在全球的实验室中,科学家们正在探索更小更快的半导体的二维材料。
由纽约大学坦顿工程学院化学与生物分子工程教授Elisa Riedo领导的研究小组在最新一期的《科学》杂志上概述了这一研究成果电子性质.
他们证明,在二维半导体(如二硫化钼(MoS2))上,使用加热到100摄氏度以上的探针的光刻技术优于制造金属电极的标准方法。科学家们认为,这种过渡金属可能会取代硅,用于制造原子级小芯片。该团队的新制造方法-称为热扫描探针光刻(t-SPL) -与当今的电子束光刻(EBL)相比,具有许多优势。
首先,热光刻技术显著提高了二维晶体管的质量,抵消了肖特基势垒,肖特基势垒阻碍了金属和二维衬底交叉处的电子流。此外,与EBL不同的是,热光刻技术允许芯片设计人员轻松地对二维半导体成像,然后在需要的地方绘制电极图案。此外,t-SPL制造系统承诺显著节省初始成本和运营成本:它们大大降低了成本电力消耗通过操作环境条件消除了产生高能电子和产生超高真空的需要。最后,通过使用平行热探针,这种热制造方法可以很容易地扩展到工业生产。
Riedo表示,希望t-SPL将把大部分制造工作从稀缺的洁净室(研究人员必须与昂贵的设备争夺时间)转移到个人实验室,在那里他们可能会迅速推进材料科学和芯片设计。3d打印机的先例是一个恰当的类比:总有一天,这些分辨率低于10纳米、在环境条件下使用标准120伏电源的t-SPL工具,可能会在像她这样的研究实验室中同样无处不在。
“利用热纳米光刻技术在具有消失肖特基势垒的单层MoS2上绘制金属接触图案”发表在2019年1月版的《科学》杂志上电子性质并可在http://dx.doi.org/10.1038/s41928-018-0191-0提供“新闻与观点”分析https://www.nature.com/articles/s41928-018-0197-7.
Riedo在热探针方面的工作可以追溯到十多年前,最初是在IBM苏黎世研究院,后来是由前IBM研究人员创立的SwissLitho。开发了一种基于SwissLitho系统的工艺,并用于当前的研究。她开始在纽约市立大学(CUNY)研究生中心高级科学研究中心(ASRC)探索金属纳米制造的热光刻技术,与论文的共同第一作者郑晓瑞和Annalisa Calò一起工作,他们现在是纽约大学坦顿分校的博士后研究员;以及Edoardo Albisetti,他在里多团队工作,获得了居里夫人的奖学金。
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