يوضح إثبات المفهوم أن الإلكترونات تتحرك بشكل أسرع في قصدير الجرمانيوم مقارنة بالسيليكون أو الجرمانيوم

02 يونيو 2023 (أخبار Nanowerk) أثبت علماء أبحاث CEA-Leti أن الإلكترونات وحاملات الشحنة الأخرى يمكن أن تتحرك بشكل أسرع في قصدير الجرمانيوم مقارنة بالسيليكون أو الجرمانيوم، مما يتيح جهد تشغيل أقل وآثار أقدام أصغر في الوضع الرأسي مقارنة بالأجهزة المستوية. ويعني هذا الاختراق في إثبات المفهوم أن الترانزستورات الرأسية المصنوعة من قصدير الجرمانيوم هي مرشحة واعدة للرقائق المستقبلية منخفضة الطاقة وعالية الأداء وربما أجهزة الكمبيوتر الكمومية. الجرمانيوم – القصدير الترانزستورات يُظهر قدرة حركية للإلكترون أعلى بمقدار 2.5 مرة من ترانزستور مماثل مصنوع من الجرمانيوم النقي. GeSn متوافق مع الموجود عملية سيموس لتصنيع الرقائق. ونظرًا لأن الجرمانيوم والقصدير ينتميان إلى نفس مجموعة الجدول الدوري التي ينتمي إليها السيليكون، فيمكن دمج هذه الترانزستورات مباشرة في شرائح السيليكون التقليدية مع خطوط الإنتاج الحالية. ورقة نشرت مؤخرا في هندسة الاتصالات (“Vertical GeSn nanowire MOSFETs for CMOS beyond silicon”) يشير إلى أن "سبائك GeSn توفر فجوة نطاق طاقة قابلة للضبط عن طريق تغيير محتوى Sn ومجموعات إزاحة النطاق القابلة للتعديل في الهياكل المتغايرة الفوقي مع Ge و SiGe. في الواقع، أظهر تقرير حديث أن استخدام Ge0.92Sn0.08 كمصدر أعلى أسلاك Ge النانوية (NWs) يعزز أداء p-MOSFET." صورة مجهرية إلكترونية لترانزستور الجرمانيوم والقصدير: يتبع التصميم هندسة أسلاك متناهية الصغر ثلاثية الأبعاد تُستخدم أيضًا في أحدث جيل من معالجات الكمبيوتر. (الصورة: Forschungszentrum Jülich) "بالإضافة إلى خصائصها الكهروضوئية غير المسبوقة، فإن الميزة الرئيسية لثنائيات GeSn هي أيضًا أنه يمكن زراعتها في نفس المفاعلات الفوقية مثل سبائك Si وSiGe، مما يتيح منصة أشباه الموصلات الإلكترونية الضوئية للمجموعة الرابعة بالكامل والتي يمكن دمجها بشكل متجانس على Si. تضمن بحث المشروع هذا مساهمات من عدة منظمات بالإضافة إلى CEA-Leti، التي قدمت الأكوام الفوقية. يتم تنفيذ Epitaxy على قالب مرتب للغاية، وهو ركيزة من السيليكون، مع بنية بلورية دقيقة للغاية. من خلال تغيير المادة، قامت CEA-Leti بتكرار هيكلها البلوري الماسي في الطبقات التي وضعتها في الأعلى. قال جان ميشيل هارتمان، زميل CEA وقائد الفريق: "Epitaxy هو فن صنع طبقات متعددة عن طريق تكرار الهيكل الأصلي ويتم إجراؤه عند درجة حرارة منخفضة باستخدام سلائف غازية في مفاعل ترسيب البخار الكيميائي (CVD)." النضوج الرابع في CEA-Leti. يعد ترسيب هذا النوع من المكدس وإتقان نمو الطبقة الفوقية خطوة معقدة للغاية في تدفق العملية التي تتطلب أسطوانات منقوشة وترسيب مكدس البوابة المطابق - باختصار، تصنيع الجهاز بأكمله. قامت CEA-Leti، وهي إحدى منظمات RTO القليلة على مستوى العالم القادرة على إيداع مثل هذه المداخن المعقدة Ge/GeSn المخدرة في الموقع، بتنفيذ هذا الجزء من البحث المشترك المذكور في الورقة. وأوضح هارتمان، وهو مؤلف مشارك في الورقة البحثية: "أظهر التعاون إمكانات GeSn ذات فجوة النطاق المنخفضة للترانزستورات المتقدمة ذات الخصائص الكهربائية المثيرة للاهتمام، مثل قابلية التنقل العالية للحامل في القناة، وفولتية التشغيل المنخفضة، ومساحة أصغر". "التصنيع لا يزال بعيدا. نحن نتقدم على أحدث ما توصلت إليه التكنولوجيا ونظهر إمكانات قصدير الجرمانيوم كمواد للقناة. وشمل العمل أيضًا علماء من ForschungsZentrum Jülich، ألمانيا؛ وجامعة ليدز، المملكة المتحدة؛ IHP- ابتكارات للإلكترونيات الدقيقة عالية الأداء، فرانكفورت (أودر)، ألمانيا، وجامعة RWTH آخن، ألمانيا.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• أفلاطونايستريم. ذكاء بيانات Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• سك المستقبل مع أدرين أشلي. الوصول هنا.
• شراء وبيع الأسهم في شركات ما قبل الاكتتاب مع PREIPO®. الوصول هنا.
• المصدر https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63102.php