Molto tempo fa abbiamo visto cosa sono i nanometri in un processore. In quell’articolo introducevamo dei contecci utili per capire come funziona la tecnologia che utilizziamo tutti i giorni. Oggi continuiamo a parlare di microchip e nello specifico della produzione dei chip all’interno dei device. Stando alle ultime notizie, partendo da materiali 2D, sembra che si possano produrre transistor che migliorano le performance dei questi chip. Vediamo come.
Il nuovo metodo garantisce prestazioni migliori dai transistor atomicamente sottili. La produzione dei chip fa un salto in avanti di anni!
I transistor sono i componenti fondamentali di processori, memorie e altri componenti hardware, pertanto non è raro che le aziende cerchino innovazioni per produrre parti sempre più avanzate ed efficienti. Una tecnologia promettente analizzata dagli scienziati è la produzione di chip utilizzando “fogli 2D” con lo spessore di un singolo atomo. Alcuni materiali, come il grafene , hanno una struttura molecolare bidimensionale che permetterebbe la creazione di una sorta di “foglio” per produrre minuscoli transistor, tali che, in teoria, possano aumentare le prestazioni e migliorare l’efficienza di conduzione elettrica di parti hardware per telefoni cellulari, tablet e altro.
Il nanometro invece (nm) è un’unità di misura della lunghezza. Per avere un’idea delle dimensioni, 1 nm equivale a 0,000000001 metro. Una misura infinitesimale che è impossibile da vedere ad occhio nudo. Nel caso specifico dei processori, il nanometro si riferisce alla dimensione dei transistor che compongono l’hardware. All’interno di una specifica CPU ci sono miliardi di transistor. La loro funzione principale è quella di eseguire calcoli utilizzando segnali elettrici.
I ricercatori hanno precedentemente dimostrato che la produzione di transistor utilizzando materiali bidimensionali è possibile, ma per realizzare l’impresa erano necessarie diverse regolazioni “manuali” nei piccoli circuiti dell’hardware, quindi la sfida era applicare questa tecnologia nell’industria per la produzione in massa dei chip. Con questo, il nuovo studio pubblicato sulla rivista scientifica Nature Nanotechnology specifica che è possibile sfruttare le tecnologie esistenti nella fonderia di semiconduttori, in modo tale da consentire di trattare materiali incredibilmente sottili per la produzione di processori su larga scala.
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Nella dimostrazione degli scienziati, un nanofoglio viene posizionato a strati su una superficie metallica, quindi viene eseguita l’elaborazione in modo da formare i transistor. Gli scienziati coinvolti nell’esperimento osservano che questa potrebbe non essere ancora una tecnica ideale, poiché il deposito di componenti metallici può danneggiare il foglio e comportare un rischio di diffusione di atomi, causando un cortocircuito nel sistema.
Per aggirare questo problema, il team ha escogitato un modo per formare separatamente le singole parti di collegamento e quindi, in condizioni meno complesse, ha unito le parti al foglio 2D. Successivamente, la piattaforma è stata installata in modo standardizzato su un substrato solido e rivestita con ossido di alluminio. I circuiti, dopo essere stati rivestiti con ossido di alluminio, sono stati posizionati su una superficie di biossido di silicio utilizzando un nanofoglio di bisolfuro di molibdeno mediante deposizione chimica da vapore, risultando in un sottile strato di materiale semiconduttore.
Il risultato
Sebbene la fabbricazione si sia dimostrata molto più complessa con i fogli 2D, gli esperimenti dei ricercatori hanno dimostrato che la tecnologia può far sì che i dispositivi utilizzati nella nostra vita quotidiana funzionino in modo molto più coerente e disperdano molta meno energia. Gli esperti sono stati in grado di produrre circuiti funzionanti sull’intera area di un wafer da 2 pollici. Sebbene il nuovo metodo sia ancora solo una demo, le aspettative sono alte.
È ancora presto per dire che il bisolfuro di molibdeno sarà un sostituto del silicio tra i materiali semiconduttori nel prossimo futuro, ma la crisi globale dei microchip ha dimostrato che è fondamentale avere a disposizione dell’industria diverse tipologie di materie prime.
