Cientistas Revolucionam Semicondutores com Transistores Subnanométricos

Desenvolvimento de um novo método para o crescimento epitaxial de transistores de materiais metálicos 1D, com largura inferior a 1 nanômetro. Este avanço promissor abre caminho para a próxima geração de dispositivos eletrônicos ultraminiaturizados. A equipe de cientistas liderada pelo diretor JO Moon-Ho, do Centro de Sólidos Quânticos de Van der Waals do Instituto de Ciência Básica (IBS), alcançou um marco significativo na tecnologia de semicondutores. . Os dispositivos baseados em semicondutores bidimensionais (2D) são conhecidos por suas propriedades excepcionais, mesmo em escalas atômicas.

No entanto, a miniaturização além de alguns nanômetros tem sido desafiadora devido às limitações da resolução da litografia convencional. Utilizando metais 1D como eletrodo de porta em transistores ultra-miniaturizados, a equipe conseguiu superar essas limitações. O material utilizado, com apenas 0,4 nanômetros de largura, foi crucial para controlar o fluxo de elétrons de forma eficiente dentro do transistor. O método desenvolvido envolveu o controle preciso da estrutura cristalina do semicondutor 2D existente, transformando-o em um metal 1D.

Esse processo não apenas representa um avanço tecnológico significativo, mas também demonstra a síntese em larga escala de novos materiais através do controle artificial das estruturas cristalinas. De acordo com o International Roadmap for Devices and Systems (IRDS) do IEEE, a tecnologia prevê alcançar uma largura de gate de transistor de apenas 0,5 nanômetros até 2037. No entanto, a equipe de pesquisa já demonstrou que a largura do canal, modulada pelo campo elétrico aplicado a partir do eletrodo gate 1D, pode ser reduzida para impressionantes 3,9 nanômetros.

Além do avanço na miniaturização, o transistor baseado em metal 1D oferece vantagens significativas de desempenho em comparação com as tecnologias tradicionais como FinFET ou Gate-All-Around, que sofrem de capacitância parasita devido à complexidade de suas estruturas. Em contraste, a estrutura simples do transistor metal 1D minimiza essa capacitância parasita, garantindo estabilidade em circuitos altamente integrados. O diretor JO Moon-Ho enfatizou que essa conquista não apenas impulsiona a tecnologia de semicondutores, mas também abre caminho para o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos avançados, com baixo consumo de energia e alto desempenho no futuro próximo.