Классическое производство кремниевых полупроводников — это долгая цепочка операций: чтобы сформировать нужные функциональные слои транзистора, пластину многократно легируют, наращивают и травят. Куда изящнее было бы создавать такие структуры прямо на месте (in-situ), и последние годы исследователи ищут такой путь в так называемых монослоях дихалькогенидов переходных металлов (TMDC). Недавно группа под руководством Seok Young Min сообщила о создании транзисторов непосредственно внутри монослоя дителлурида вольфрама (WTe2).
Суть метода в том, что отдельные участки верхнего слоя избирательно преобразуют: часть превращают в оксид вольфрама (WOx), который играет роль диэлектрика, другие — в полупроводники n-типа (WS2) и p-типа (WSe2). Из этих областей прямо в пределах одного монослоя удаётся собрать работающие полевые транзисторы (MOSFET) — без привычной операции по наращиванию и стыковке разнородных материалов.
Главное преимущество подхода очевидно: все превращения происходят на атомарном масштабе. Это теоретически позволяет добиться плотности компоновки элементов, значительно превосходящей возможности стандартной кремниевой технологии, на которой держится вся современная микроэлектроника.
WTe2 — далеко не единственный подходящий здесь материал. Другие коллективы изучают для той же цели диселенид молибдена (MoSe2) — ещё в 2014 году этим занималась группа N. Lu. Речь во всех этих работах идёт о создании так называемых двумерных полупроводников — сверхтонких слоёв монослойных TMDC, а в перспективе и других материалов, например графена.
Пока работа остаётся лабораторной (полный текст исследования доступен только по платной подписке), но само направление выглядит крайне перспективным. Если технологию удастся масштабировать, она способна дать индустрии принципиально новый способ уплотнять электронику там, где классический кремний уже подходит к своим физическим пределам.
