Καθώς τα τρανζίστορ συνεχίζουν να μικροποιούνται, τα κανάλια μέσω των οποίων διοχετεύουν ρεύμα γίνονται όλο και στενότερα, απαιτώντας τη συνεχή χρήση υλικών υψηλής κινητικότητας ηλεκτρονίων. Τα δισδιάστατα υλικά όπως το δισουλφίδιο του μολυβδαινίου είναι ιδανικά για υψηλή κινητικότητα ηλεκτρονίων, αλλά όταν διασυνδέονται με μεταλλικά σύρματα, σχηματίζεται ένα φράγμα Schottky στη διεπαφή επαφής, ένα φαινόμενο που αναστέλλει τη ροή φορτίου.
Τον Μάιο του 2021, μια κοινή ερευνητική ομάδα με επικεφαλής το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης και με τη συμμετοχή της TSMC και άλλων επιβεβαίωσε ότι η χρήση ημιμεταλλικού βισμούθιου σε συνδυασμό με την κατάλληλη διάταξη μεταξύ των δύο υλικών μπορεί να μειώσει την αντίσταση επαφής μεταξύ του σύρματος και της συσκευής , εξαλείφοντας έτσι αυτό το πρόβλημα. , βοηθώντας στην επίτευξη των τρομακτικών προκλήσεων των ημιαγωγών κάτω του 1 νανόμετρο.
Η ομάδα του MIT διαπίστωσε ότι ο συνδυασμός ηλεκτροδίων με ημιμεταλλικό βισμούθιο σε ένα δισδιάστατο υλικό μπορεί να μειώσει σημαντικά την αντίσταση και να αυξήσει το ρεύμα μετάδοσης. Στη συνέχεια, το τμήμα τεχνικής έρευνας της TSMC βελτιστοποίησε τη διαδικασία εναπόθεσης βισμούθιου. Τέλος, η ομάδα του Εθνικού Πανεπιστημίου της Ταϊβάν χρησιμοποίησε ένα «σύστημα λιθογραφίας δέσμης ιόντων ηλίου» για να μειώσει επιτυχώς το κανάλι εξαρτημάτων σε μέγεθος νανομέτρων.
Μετά τη χρήση του βισμούθιου ως βασικής δομής του ηλεκτροδίου επαφής, η απόδοση του τρανζίστορ δισδιάστατου υλικού δεν είναι μόνο συγκρίσιμη με εκείνη των ημιαγωγών με βάση το πυρίτιο, αλλά και συμβατή με την τρέχουσα τεχνολογία διεργασίας με βάση το πυρίτιο, η οποία θα βοηθήσει στην ξεπεράσει τα όρια του νόμου του Μουρ στο μέλλον. Αυτή η τεχνολογική ανακάλυψη θα λύσει το κύριο πρόβλημα των δισδιάστατων ημιαγωγών που εισέρχονται στη βιομηχανία και αποτελεί σημαντικό ορόσημο για να συνεχίσουν να προχωρούν τα ολοκληρωμένα κυκλώματα στη μετά-Moore εποχή.
Επιπλέον, η χρήση της επιστήμης των υπολογιστικών υλικών για την ανάπτυξη νέων αλγορίθμων για την επιτάχυνση της ανακάλυψης περισσότερων νέων υλικών είναι επίσης ένα καυτό σημείο στην τρέχουσα ανάπτυξη των υλικών. Για παράδειγμα, τον Ιανουάριο του 2021, το Εργαστήριο Ames του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ δημοσίευσε ένα άρθρο σχετικά με τον αλγόριθμο "Cuckoo Search" στο περιοδικό "Natural Computing Science". Αυτός ο νέος αλγόριθμος μπορεί να αναζητήσει κράματα υψηλής εντροπίας. χρόνο από εβδομάδες σε δευτερόλεπτα. Ο αλγόριθμος μηχανικής μάθησης που αναπτύχθηκε από το Εθνικό Εργαστήριο Sandia στις Ηνωμένες Πολιτείες είναι 40.000 φορές ταχύτερος από τις συνηθισμένες μεθόδους, συντομεύοντας τον κύκλο σχεδιασμού της τεχνολογίας υλικών κατά σχεδόν ένα χρόνο. Τον Απρίλιο του 2021, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Λίβερπουλ στο Ηνωμένο Βασίλειο ανέπτυξαν ένα ρομπότ που μπορεί να σχεδιάσει ανεξάρτητα διαδρομές χημικής αντίδρασης μέσα σε 8 ημέρες, να ολοκληρώσει 688 πειράματα και να βρει έναν αποτελεσματικό καταλύτη για τη βελτίωση της φωτοκαταλυτικής απόδοσης των πολυμερών.
Χρειάζονται μήνες για να το κάνετε χειροκίνητα. Το Πανεπιστήμιο της Οσάκα, Ιαπωνία, χρησιμοποιώντας 1.200 υλικά φωτοβολταϊκών στοιχείων ως βάση δεδομένων εκπαίδευσης, μελέτησε τη σχέση μεταξύ της δομής των πολυμερών υλικών και της φωτοηλεκτρικής επαγωγής μέσω αλγορίθμων μηχανικής μάθησης και εξέτασε επιτυχώς τη δομή των ενώσεων με πιθανές εφαρμογές μέσα σε 1 λεπτό. Οι παραδοσιακές μέθοδοι απαιτούν 5 έως 6 χρόνια.
Ώρα δημοσίευσης: Αύγ-11-2022