04.05.2021
Ученые НИЦ «Курчатовский институт» разработали новую стратегию получения перспективных материалов для электроники. Они создаются путем интеграции двух компонентов – кремниевой основы и функционального оксида, который формируется в виде тонкой пленки. Суть стратегии заключается в управлении границей раздела между этими двумя компонентами в материале. Предложенный подход универсален и позволит в
будущем получить большое разнообразие структур с уникальными свойствами, которые будут востребованы для создания энергоэффективных устройств. Результаты работы опубликованы в журнале Advanced Functional Materials.
«Кремниевая электроника подошла к своему технологическому пределу. Сегодня для создания компактных устройств с низким потреблением энергии необходимы новые материалы. Они, с одной стороны должны задействовать существующую кремниевую технологическую платформу, а с другой – обладать свойствами, которые у кремния отсутствуют», – пояснил руководитель лаборатории новых элементов наноэлектроники НИЦ «Курчатовский институт» Вячеслав Сторчак.
По словам ученого, перспективным решением является интеграция кремния с функциональными оксидами, ввиду многообразия и уникальности их свойств. В работе показано, что синтез таких материалов осуществляется через один и тот же универсальный интерфейс. Так ученые называют структуру, которая формируется на границе между кремниевой основой и функциональным оксидом и связывает их в единую систему. Специалисты подробно изучили строение и функциональные особенности интерфейса, поскольку он имеет ключевое значение в процессе интеграции двух компонентов. Теперь на основе этих данных можно будет создать множество новых структур для разнообразных приложений, которые будут зависеть от типа выбранного функционального оксида.
В ходе работы было получено несколько новых материалов, один из них – на основе кремния и оксида европия. Он был синтезирован методом молекулярно-лучевой эпитаксии путем «выращивания» тонких слоев оксида на подложке из кремния. Материал обладает магнитными свойствами, которые будут актуальны для разработки новых электронных устройств с низким потреблением энергии – приборов спинтроники.
Дальнейшее развитие этого направления предполагает расширение набора интегрируемых материалов, а также технологических платформ. Разработанный учеными универсальный подход станет основой для этих экспериментов. В частности, специалисты планируют осуществить прямую интеграцию функциональных материалов с существующими промышленными полупроводниками, такими как германий, арсенид и нитрид галлия.
Работа осуществляется при поддержке Российского Научного Фонда.
Пресс-служба НИЦ «Курчатовский институт»
Нет комментариев