Un team di ricercatori dell'Institute for Basic Science (IBS) in Corea ha raggiunto una svolta significativa nello sviluppo di circuiti logici a semiconduttore ultra-miniaturizzati, con larghezze inferiori al nanometro.
La ricerca, pubblicata su Nature Technology, indica che hanno sviluppato materiali metallici unidimensionali (1D) di larghezza inferiore a 1nm e li hanno trasformati in circuiti bidimensionali (2D). Questi metalli 1D fungono da elettrodi di gate in un transistor 2D, dimostrando dimensioni che superano le previsioni dell'International Roadmap for Devices and Systems (IRDS) dell'IEEE.
Il metodo impiegato si basa su una struttura cristallina chiamata mirror twin boundary (MTB) che utilizza il disolfuro di molibdeno (MoS₂) per realizzare un elettrodo di gate con una larghezza di soli 0.4nm. La riduzione significativa nella grandezza fisica del transistor si traduce in una minore capacità parassita, migliorando di conseguenza la stabilità del dispositivo.
L'approccio dell'IBS rappresenta un notevole progresso nella miniaturizzazione dei dispositivi a semiconduttore. L'IEEE aveva previsto la possibilità di raggiungere nodi tecnologici di circa 0.5 nm entro il 2037, con lunghezze dei transistor pari a 12nm.
Tuttavia, l'IBS ha dimostrato un gate MTB 1D con una misura di soli 3.9nm. Questa innovazione è resa possibile grazie alla manipolazione del cristallo al livello atomico, trasformando la struttura esistente in una fase metallica 1D MTB.
La tecnologia dei transistor basata su MTB 1D offre anche vantaggi rispetto a tecnologie come FinFET o GAA, grazie alla struttura semplificata e alla larghezza estremamente ridotta del gate. In un contesto in cui la crescente domanda di dispositivi elettronici richiede prestazioni sempre più elevate a fronte di un consumo energetico ridotto, questa nuova metodologia è destinata a giocare un ruolo cruciale.
Il direttore dell'IBS, JO Moon-Ho, ha espresso grande ottimismo riguardo al futuro di questa tecnologia, sostenendo che il transistor basato su MTB 1D "diventerà una tecnologia chiave nello sviluppo di vari dispositivi elettronici ad alta prestazione e basso consumo energetico". In effetti, questo avanzamento potrebbe avere ripercussioni significative non solo nella scienza dei materiali ma anche nella tecnologia dei semiconduttori, influenzando l'evoluzione futura dei dispositivi elettronici.