Разработан первый в мире 2D компьютер на основе атомов, не содержащий кремния.

Впервые в мире исследовательская группа разработала компьютер на основе двумерных материалов — толщиной всего в один атом. Команда (возглавляемая исследователями из Университета штата Пенсильвания) утверждает, что это важный шаг на пути к созданию более тонкой, быстрой и энергоэффективной электроники.

Исследователи создали комплементарный металл-оксид-полупроводниковый (CMOS) компьютер — технологию, лежащую в основе практически каждого современного электронного устройства — без использования кремния. Вместо этого они использовали два различных двумерных материала для разработки обоих типов транзисторов, необходимых для управления потоком электрического тока в CMOS компьютерах: дисульфид молибдена для n-типа транзисторов и диселенид вольфрама для p-типа транзисторов. "[По мере того, как кремниевые устройства уменьшаются в размерах, их производительность начинает ухудшаться", — сказал ведущий исследователь, профессор инженерных наук Саптарши Дас (Sapтарshi Das). — "Двумерные материалы, напротив, сохраняют свои исключительные электронные свойства даже при атомной толщине, предлагая перспективый путь развития…

Команда использовала химическое осаждение из газовой фазы металлоорганических соединений (MOCVD) — процесс изготовления, включающий испарение ингредиентов, инициирование химической реакции и осаждение продуктов на подложку — для выращивания больших листов дисульфида молибдена и диселенида вольфрама и изготовления более 1000 транзисторов каждого типа. Тщательно настраивая этапы изготовления устройства и последующей обработки, они смогли отрегулировать пороговые напряжения как n-, так и p-типа транзисторов, что позволило создать полностью функциональные логические схемы CMOS.

"Наш 2D CMOS компьютер работает при низком напряжении питания с минимальным энергопотреблением и может выполнять простые логические операции на частотах до 25 килогерц", — сказал первый автор Субир Гхош (Subir Ghosh), аспирант, изучающий инженерные науки и механику под руководством Саптарши Даса. Гхош отметил, что рабочая частота низкая по сравнению с традиционными кремниевыми CMOS схемами, но их компьютер — известный как компьютер с одним набором инструкций — все же может выполнять простые логические операции.