Un equipo internacional de investigadores ha informado sobre un gran avance en la fabricación de procesadores delgados como átomos, un descubrimiento que podría tener un impacto de gran alcance en la producción de chips a nanoescala y en los laboratorios de todo el mundo donde los científicos están explorando materiales 2-D para cada vez más pequeños y más rápidos. semiconductores.

El equipo, dirigida por la profesora de Ingeniería Química y Biomolecular de la Escuela de Ingeniería Tandon de la Universidad de Nueva York, Elisa Riedo, describió los resultados de la investigación en el último número de Electrónica de la naturaleza .

Demostraron que la litografía con una sonda calentada por encima de los 100 grados Celsius superó los métodos estándar para fabricar electrodos metálicos en semiconductores 2-D como el disulfuro de molibdeno (MoS2). Estos metales de transición se encuentran entre los materiales que los científicos creen que pueden suplantar al silicio por chips atómicamente pequeños. El nuevo método de fabricación del equipo, llamado litografía con sonda de barrido térmico (t-SPL), ofrece una serie de ventajas sobre la litografía por haz de electrones (EBL) actual.

Primero, la litografía térmica mejora significativamente la calidad de los transistores 2-D, compensando la barrera de Schottky, lo que dificulta el flujo de electrones en la intersección del metal y el sustrato 2-D. También, a diferencia de EBL, la litografía térmica permite a los diseñadores de chips obtener imágenes fácilmente del semiconductor 2-D y luego modelar los electrodos donde se desee. También, Los sistemas de fabricación t-SPL prometen ahorros iniciales significativos, así como costos operativos:reducen drásticamente el consumo de energía al operar en condiciones ambientales, eliminando la necesidad de producir electrones de alta energía y generar un vacío ultra alto. Finalmente, Este método de fabricación térmica se puede ampliar fácilmente para la producción industrial mediante el uso de sondas térmicas paralelas.

Riedo expresó su esperanza de que t-SPL elimine la mayor parte de la fabricación de las escasas salas blancas, donde los investigadores deben competir por el tiempo con los equipos costosos, y la lleve a laboratorios individuales. donde podrían hacer avanzar rápidamente la ciencia de los materiales y el diseño de chips. El precedente de las impresoras 3D es una analogía adecuada:algún día, estas herramientas t-SPL con una resolución inferior a 10 nanómetros, funcionando con una potencia estándar de 120 voltios en condiciones ambientales, podría volverse igualmente omnipresente en laboratorios de investigación como el suyo.

"Modelado de contactos metálicos en monocapa MoS2 con barreras de Schottky desaparecidas mediante nanolitografía térmica" aparece en la edición de enero de 2019 de Electrónica de la naturaleza y se puede acceder en http://dx.doi.org/10.1038/s41928-018-0191-0 con un análisis de "Noticias y opiniones" en https://www.nature.com/articles/s41928-018-0197 -7.

El trabajo de Riedo en sondas térmicas se remonta a más de una década, primero con IBM Research — Zurich y luego SwissLitho, fundada por ex investigadores de IBM. Se desarrolló un proceso basado en un sistema SwissLitho y se utilizó para la investigación actual. Comenzó a explorar la litografía térmica para la nanofabricación de metales en el Centro de Graduados de la Universidad de la Ciudad de Nueva York (CUNY) Centro de Investigación Científica Avanzada (ASRC), trabajando junto a los primeros coautores del artículo, Xiaorui Zheng y Annalisa Calò, que ahora son investigadores postdoctorales en NYU Tandon; y Edoardo Albisetti, que trabajó en el equipo de Riedo con una beca Marie Curie.