Da uno studio di ingegneri, fisici e chimici dell’Università di Pisa in collaborazione con L’Università di Scienza e Tecnologia di Wuhan (Cina) un nuovo approccio alla produzione di transistor bidimensionali che ne aumenta le prestazioni ed è compatibile con i processi di produzione industriale, facilitando così il futuro trasferimento tecnologico una volta che la tecnologia sarà matura. La ricerca è stata pubblicata nel numero di maggio della rivista Nature Electronics.
“I transistor - spiega Gianluca Fiori, docente di elettronica al Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Pisa - sono i mattoncini di base dei circuiti elettronici che costituiscono i nostri calcolatori. Sono molti anni che la ricerca in microelettronica cerca soluzioni che vadano oltre le prestazioni dei dispositivi basati sul silicio, orientandosi sui semiconduttori bidimensionali, dello spessore di uno o due atomi, che consentono di miniaturizzare i transistor e quindi di aumentarne il numero all’interno dei calcolatori, con un conseguente aumento di velocità ed efficienza. Il processo di produzione dei transistor bidimensionali presenta ancora delle criticità dovute alla presenza di difetti che ne limitano le prestazioni.”
“In questo studio, proponiamo un metodo per migliorare la qualità dei materiali bidimensionali - prosegue Damiano Marian, docente di Fisica della Materia al Dipartimento di Fisica all’Università di Pisa - utilizzando l’ossigeno per aumentare le prestazioni dei transistor. Questo rappresenta un altro passo concreto verso la realizzazione di calcolatori basati su dispositivi bidimensionali. A Pisa abbiamo lavorato sulla messa a punto teorica del sistema, mentre all’Università di Wuhan hanno curato la parte sperimentalmente: grazie a simulazioni a principi primi, in grado di modellare il comportamento della materia a livello atomico, siamo riusciti a spiegare le osservazioni sperimentali dimostrando come l’ossigeno possa “riparare” alcuni difetti naturalmente presenti nei materiali bidimensionali, “curando” il materiale che verrà utilizzato per costruire i transistor.”
“Infatti, - continua Teresa Cusati, chimico teorico e Tecnologa del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Pisa - normalmente, questi difetti, che consistono in atomi mancanti all’interno della struttura, limitano il passaggio delle cariche elettriche, riducendo le prestazioni dei dispositivi. Introducendo in modo controllato atomi di ossigeno nel materiale, è stato possibile neutralizzare gran parte di questi difetti, favorendo il movimento delle cariche elettriche all'interno del transistor e migliorando l’interfaccia tra il materiale e i contatti metallici. Grazie a questo approccio, compatibile con i processi di fabbricazione industriale, questi transistor raggiungono un trasporto elettrico circa tre volte superiore rispetto ai dispositivi non trattati.”
Fonte: Università di Pisa - ufficio stampa