Традиционные полимеры оставляют микрозагрязнения при сборке 2D-материалов. Ученые нашли решение — природный минерал слюда. Объясняем, почему это открытие важно для создания более быстрых и надежных микрочипов.
Ученые из Университета Саутгемптона и Национального университета Сингапура разработали революционный метод сборки двумерных материалов толщиной в несколько атомов. Вместо использования липких полимеров, которые оставляют микрозагрязнения, исследователи применили природный минерал — слюду. Это позволило создать сверхчистые гетероструктуры, необходимые для развития квантовых вычислений и электроники нового поколения, пишет Phys.org.
Создание крошечных электронных компонентов требует идеальной точности. Традиционные методы сборки 2D-материалов основаны на использовании специальных клейких лент или полимеров. Однако даже микроскопические остатки этих веществ загрязняют структуру, нарушая работу будущих устройств и искажая результаты экспериментов с квантовыми материалами.
Чтобы решить давнюю проблему, команда использовала слюду. Этот природный кристалл позволяет соединять атомарно тонкие слои графена и нитрида бора без образования липкого остатка. В результате получается идеально плоская поверхность, где атомы разных материалов ложатся друг на друга с ювелирной точностью под заданными углами.
«Когда двумерные материалы укладываются слоями с контролируемым углом между ними, они проявляют совершенно новые свойства — от экзотической сверхпроводимости до регулируемого магнетизма», — поясняет ведущий автор исследования доктор Макарс Шишкинс.
Новый метод делает процесс производства не только чище, но и значительно дешевле. «Поскольку слюда является неорганическим кристаллом, а не мягким полимером, она помогает избежать многих проблем с загрязнением. Она также позволяет получать сверхчистые поверхности, что дает возможность электронным компонентам функционировать в полную силу», — отмечает соруководитель проекта профессор Алексей Бердюгин.
По мнению ученых, устранение загрязнений открывает путь к созданию более быстрых и надежных микрочипов. Точное выравнивание слоев критически важно для разработки устройств следующего поколения, включая компоненты для квантовых компьютеров. В дальнейшем специалисты планируют использовать этот подход для создания сложных структур, которые ранее было невозможно изготовить, надеясь раскрыть весь потенциал двумерной электроники.
Ранее международная группа ученых впервые зафиксировала поляроны Яна-Теллера в оксиде кобальта. Hi-Tech Mail рассказал, как лазерные импульсы управляют квазичастицами и почему это открытие приближает создание сверхбыстрой спинтронной электроники.