Mais um passo para os semicondutores: Samsung transformou o grafeno branco em um superinsulador

Pesquisadores da Samsung estão procurando maneiras de ir além da fabricação de chips usando semicondutores. Não vem de uma vida boa. A redução na escala dos padrões tecnológicos está se aproximando do seu limite, e novos materiais serão necessários para produzir processadores. Por exemplo, o grafeno é adequado para melhorar a condutividade, mas houve problemas com os isoladores 2D. Felizmente, a Samsung descobriu um novo material 2D com boas propriedades isolantes.

A estrutura do nitreto de boro “grafeno branco”

Pesquisadores do Instituto Superior de Tecnologia da Samsung (SAIT), juntamente com o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Ulsan (UNIST) e a Universidade de Cambridge, fizeram uma descoberta que promete levar à produção de chips com padrões tecnológicos mais baixos do que os semicondutores permitem. Estamos falando sobre o uso de materiais 2D na produção, cuja espessura é de apenas um átomo.

Um exemplo de um material monatômico pode ser o grafeno, embora a lista de materiais “planos” não termine apenas com o grafeno. Como outros pesquisadores, os especialistas da Samsung projetaram transistores baseados em grafeno. Alta mobilidade de elétrons, aumento das correntes operacionais, boa escalabilidade e tamanho pequeno são algumas das principais vantagens dos transistores de grafeno. No entanto, para evitar vazamentos de corrente e reduzir os efeitos parasitários de circuitos condutores em chips oscilantes, são necessários materiais 2D isolantes semelhantes – finos como grafeno, escalonáveis, mas não elétrons transmissores (corrente elétrica).

Cientistas da SAIT encontraram esse material – este é o nitreto de boro amorfo (a-BN). O nitreto de boro também é chamado de “grafeno branco” por sua estrutura hexagonal de cristal, como o grafeno, e uma espessura de apenas um átomo. A Samsung conseguiu transformar nitreto de boro cristalino em uma forma amorfa dessa substância. Uma estrutura amorfa, como é bem conhecido, é um arranjo desordenado de átomos que impede a propagação de elétrons em seu ambiente. Simplificando, a Samsung criou um meio superinsulante a partir de um meio supercondutor.

De acordo com a Samsung, o nitreto de boro amorfo possui uma constante dielétrica ultra baixa de 1,78 com fortes propriedades elétricas e mecânicas e pode ser usado como material de isolamento de interconexão para minimizar o ruído elétrico. Além disso, o novo material pode ser usado em processos tecnológicos com uma temperatura de recozimento inferior a 400 ° C. Essa condição é necessária para que os transistores de grafeno não queimem na bolacha durante o processamento.

Super isolador amorfo de nitreto de boro da Samsung

A empresa espera que o nitreto de boro amorfo seja amplamente usado em semicondutores como DRAM e NAND, e especialmente em soluções de memória de última geração para servidores de alto desempenho.