Китайские ученые разработали новый метод производства кристаллов, который значительно улучшает управляемость их структур. Как сообщает информационное агентство «Синьхуа», описание работы опубликовано в журнале Science.
Традиционный метод получения кристаллов большого размера заключается в нанесении на поверхность атомов мелких кристаллических частиц слоями «снизу вверх». Этот метод ограничен необходимостью тщательного отбора типов и методов распределения атомов для успешного отложения и формирования кристаллов.
«Когда число атомов непрерывно увеличивается, расположение атомов постепенно становится неконтролируемым. Вскоре накапливаются примеси и дефекты, влияющие как на чистоту, так и на качество кристалла», - рассказал профессор Института физики Пекинского университета Лю Кайхуэй.
Ученые разработали новый метод точного управления расположением атомов, позволяющий увеличить скорость роста кристаллов до 50 слоев в минуту, при этом общее количество максимально может достигать 15 тысяч.
Атомное расположение каждого слоя полностью параллельное и точно контролируемое, что эффективно предотвращает накопление дефектов при росте кристаллов и улучшает управляемость структуры. Исследователи применили этот новый метод для получения семи типов двумерных кристаллов.
«Толщина монослоя двумерных кристаллов составляет всего 0,7 нанометра. Когда их используют в транзисторах интегральных схем, интеграция чипов значительно улучшается. Плотность расположения транзисторов на чипе размером с ноготь может значительно увеличиться для обеспечения большей вычислительной мощности», - отметил профессор.
Такие кристаллы также могут быть использованы для преобразования частоты света в инфракрасном диапазоне, что позволит применять их в производстве ультратонких оптических чипов. Кроме того, авторы разработки считают, что новый метод получения кристаллов повысит вычислительные мощности чипов и станет основой для появления нового поколения электронных и фотонных интегральных схем.
