“Than đá” có thể là chất cách điện cho bóng bán dẫn 2D thế hệ tiếp theo

##

Theo một báo cáo gần đây của IEEE Spectrum, than đá đã chứng tỏ là một vật liệu tiềm năng và rất phù hợp với vai trò là chất cách điện cho bóng bán dẫn 2D mỏng hơn của thế hệ tiếp theo.

Các nhà nghiên cứu đang khám phá việc sử dụng than làm chất cách điện cho các bóng bán dẫn thế hệ tiếp theo để thay thế cho màng oxit kim loại thường được sử dụng để cách điện các bóng bán dẫn 2D tiên tiến. Việc tích hợp thành công than thay cho oxit kim loại có thể mang lại sự phân nhánh đáng kể cho ngành công nghiệp bán dẫn.

Chất bán dẫn, chủ yếu bao gồm silicon, cần có vật liệu bổ sung để làm chất cách điện cho bóng bán dẫn 2D một cách hiệu quả và ngăn ngừa rò rỉ dòng điện ngoài ý muốn.

Trong các thiết bị bán dẫn ngày nay, oxit kim loại đóng vai trò là vật liệu cách điện cho bóng bán dẫn silicon. Tuy nhiên, nhu cầu tăng vọt về bóng bán dẫn, được thúc đẩy bởi các yếu tố như trí tuệ nhân tạo, đã dẫn đến những thách thức trong việc tìm nguồn cung ứng silicon, khiến ngành công nghiệp phải tìm kiếm vật liệu thay thế.

Than, một lựa chọn độc đáo, xuất hiện trong quá trình tìm kiếm vật liệu mới để thay thế các bóng bán dẫn làm từ silicon. Thay vì thay thế silicon, than đá đang được nghiên cứu làm chất cách điện cho bóng bán dẫn 2D để thay thế oxit kim loại.

Trong khi các vật liệu khác như graphene và molypden cũng đang được xem xét làm chất thay thế bóng bán dẫn silicon, chúng đặt ra những thách thức khi nói đến khả năng cách nhiệt. Những vật liệu này, được gọi là bóng bán dẫn 2D do có độ phẳng vượt trội, đang gặp phải vấn đề rò rỉ khi sử dụng oxit kim loại để cách điện chúng.

Than đã được chứng minh là có hiệu quả hơn trong việc cách điện các bóng bán dẫn graphene và molypden, mang lại khả năng cách nhiệt thích hợp cho các bề mặt cực kỳ phẳng của chúng – một thành tựu vượt xa oxit kim loại.

Nghiên cứu và phát triển chất cách điện làm từ than vẫn đang ở giai đoạn đầu. Tuy nhiên, than đá là vật liệu nổi bật và duy nhất hiện nay có khả năng cách điện các bóng bán dẫn 2D làm từ graphene và molypden, hứa hẹn một tương lai tươi sáng.

Ngoài ra, than còn có những ưu điểm như nguồn cung phong phú, dễ sản xuất và với cấu trúc nano mạnh mẽ giúp nó trở thành vật liệu lý tưởng cho sản xuất chất bán dẫn trong tương lai.