Прогресс в вычислительной технике за последние десятилетия был возможен благодаря способности производить все более маленькие транзисторы, однако постепенно мы приближаемся к пределу возможностей кремния. Новый метод позволяет создавать двухмерные оксидные материалы, которые могут стать основой для быстрой электроники будущего.

«Один из способов, которым мы могли бы заставить наши электронные устройства работать быстрее, это сократить расстояние, которое приходится проходить электронам между точками А и Б, — сказал профессор Джошуа Робинсон из Университета штата Пенсильвания (США). — У материалов вроде кремния имеются пределы — как только вы уменьшаете их до нанометра, их свойства меняются. Так что существует большая потребность в новых типах материалов, одним из которых являются двухмерные».

Команда ученых применила метод изоляционной гетероэпитаксии для создания двухмерных оксидов, материалов с особыми свойствами, которые могут служить в качестве изолирующих слоев толщиной в один атом между двумя проводящими электричество слоями. Это позволяет приблизить друг к другу проводящие слои, не позволяя им при этом касаться друг друга.

Процесс создания включает нагревание карбида кремния до высоких температур, до состояния, когда тонкий слой кремния начинает испаряться с поверхности и оставляет углерод в форме графена, слоя в один атом толщиной, с кристаллической решеткой в форме шестиугольника. Создавая в материале дополнительные отверстия и нагревая его повторно, ученые сумели добиться стабилизации обычно трехмерных материалов вроде оксида галлия в двухмерной форме, рассказывает Phys.org.

В лабораторных испытаниях эти оксиды продемонстрировали хорошие показатели в гетероструктурах, двух- и трехмерных слоеных материалах, в которых электроны движутся вертикально, а не горизонтально, как в обычных устройствах. Расстояние, которое должны пройти электроны, в этом случае сокращается — и появляется возможность производить быстродействующую электронику, работающую на гигагерцовых и терагерцовых частотах.