Jak tranzistory pokračují v miniaturizaci, kanály, kterými vedou proud, jsou stále užší a užší, což vyžaduje neustálé používání materiálů s vysokou pohyblivostí elektronů. Dvourozměrné materiály, jako je sulfid molybdenu, jsou ideální pro vysokou mobilitu elektronů, ale při propojení s kovovými dráty se na rozhraní kontaktu vytvoří Schottkyho bariéra, což je jev, který inhibuje tok náboje.
V květnu 2021 společný výzkumný tým vedený Massachusettským technologickým institutem za účasti TSMC a dalších potvrdil, že použití polokovového bismutu v kombinaci se správným uspořádáním mezi těmito dvěma materiály může snížit kontaktní odpor mezi drátem a zařízením. , čímž tento problém eliminujete. , která pomáhá splnit náročné úkoly v oblasti polovodičů pod 1 nanometr.
Tým MIT zjistil, že kombinace elektrod s polokovovým bismutem na dvourozměrném materiálu může výrazně snížit odpor a zvýšit přenosový proud. Oddělení technického výzkumu TSMC poté optimalizovalo proces ukládání bismutu. Nakonec tým National Taiwan University použil "heliový iontový litografický systém" k úspěšnému zmenšení kanálu komponent na velikost nanometrů.
Po použití vizmutu jako klíčové struktury kontaktní elektrody je výkon dvourozměrného materiálového tranzistoru nejen srovnatelný s výkonem polovodičů na bázi křemíku, ale také kompatibilní se současnou hlavní technologií procesu na bázi křemíku, což pomůže v budoucnu prolomit limity Moorova zákona. Tento technologický průlom vyřeší hlavní problém dvourozměrných polovodičů vstupujících do průmyslu a je důležitým milníkem pro to, aby integrované obvody pokračovaly v pokroku v post-Moorově éře.
Kromě toho je použití výpočetní vědy o materiálech k vývoji nových algoritmů k urychlení objevování dalších nových materiálů také horkým místem v současném vývoji materiálů. Například v lednu 2021 zveřejnila Amesova laboratoř Ministerstva energetiky USA článek o algoritmu „Cuckoo Search“ v časopise „Natural Computing Science“. Tento nový algoritmus může hledat slitiny s vysokou entropií. čas od týdnů po sekundy. Algoritmus strojového učení vyvinutý Sandia National Laboratory ve Spojených státech je 40 000krát rychlejší než běžné metody, čímž zkracuje cyklus návrhu technologie materiálů téměř o rok. V dubnu 2021 vyvinuli vědci z University of Liverpool ve Spojeném království robota, který dokáže nezávisle navrhnout cesty chemických reakcí do 8 dnů, dokončit 688 experimentů a najít účinný katalyzátor pro zlepšení fotokatalytického výkonu polymerů.
Ruční provedení trvá měsíce. Univerzita v Osace v Japonsku pomocí 1200 materiálů pro fotovoltaické články jako školicí databáze studovala vztah mezi strukturou polymerních materiálů a fotoelektrickou indukcí pomocí algoritmů strojového učení a během 1 minuty úspěšně odkryla strukturu sloučenin s potenciálními aplikacemi. Tradiční metody vyžadují 5 až 6 let.
Čas odeslání: 11. srpna 2022