Ученые создали атомарно-тонкий чип, который превзойдет кремниевые чипы

Кремний долгое время был основой для наших смартфонов, ноутбуков и другой электроники. Но, похоже, ему наконец-то нашли замену. Ученые из Шанхая создали работающий прототип чипа, в котором соединили сверхтонкие материалы толщиной всего в один атом с классическим кремнием. Это может открыть двери в новую эру развития технологий.

Командой руководил профессор Чунсен Лю. Им удалось встроить ультратонкую память прямо в стандартный кремниевый чип. Сложность была в том, что такие тонкие материалы обычно очень хрупкие и плохо «дружат» с кремнием. Но благодаря специальной технологии под названием Atom2Chip, исследователи аккуратно закрепили 2D-слой на поверхность кремния, не повредив его.

Они также придумали, как защитить тончайший слой и обеспечить быструю передачу данных между новой 2D-памятью и привычными кремниевыми элементами. В результате получился чип объемом 1 КБ, который работает на частоте 5 МГц, а скорость записи и стирания составляет всего 20 наносекунд. К тому же он потребляет очень мало энергии и уже опережает по характеристикам обычные кремниевые аналоги.

Кремний почти достиг своих физических пределов, так что дальше уменьшать чипы становится все труднее. А новые материалы вроде MoS2 (дисульфида молибдена) позволяют работать с точностью до одного атома, что дает шанс еще сильнее уменьшить и ускорить электронику. До сих пор такие эксперименты оставались в теории из-за нестабильности 2D-материалов. Но ученые из Фуданя показали, что их можно не только использовать, но и заставить стабильно работать вместе с кремнием. Более того, чип способен выполнять сложные операции по командам, что открывает путь к применению не только в памяти, но и в процессорах и других логических схемах.

Хотя сейчас это только прототип, в будущем та же технология может использоваться для создания тонких и легких гаджетов, носимых устройств с долгой автономной работой и энергоэффективных ИИ-ускорителей.

Источник: Gizmochina