Un equipo internacional de científicos ha informado sobre una innovación en la fabricación de procesadores de átomos finos. Este descubrimiento podría tener una gran influencia en la fabricación de chips a nanoescala y en laboratorios de todo el mundo donde los investigadores están estudiando materiales en 2D para semiconductores cada vez más pequeños y más rápidos.

“URL:https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=36523 Researchers Invent Thermal Lithography Process for Better Quality and Lower Cost
Researchers in the PicoForce Lab modified hot-probe equipment called NanoFrazor by SwissLitho to invent a new process of fabricating 2D semiconductors. Here, the equipment patterns a one-atom-deep layer of molybdenum disulfide with electrodes. (Image credit: New York University Tandon School of Engineering “

El equipo de investigación, guiado por la Profesora de Ingeniería Química y Biomolecular Tandon de la Universidad de Nueva York, Elisa Riedo, informó los resultados de la investigación en el último número de Nature Electronics.

Demuestran que la litografía realizada con una sonda calentada a más de 100 ° C superó las técnicas regulares para fabricar electrodos metálicos en semiconductores 2D como el disulfuro de molibdeno (MoS2). Dichos metales de transición pertenecen a un grupo de materiales que los investigadores creen que pueden desplazar al silicio por chips atómicamente pequeños. La nueva técnica de fabricación del equipo, conocida como litografía de sonda de exploración térmica (t-SPL), ofrece muchos beneficios sobre la litografía de haz de electrones actual (EBL).

En primer lugar, la litografía térmica mejora en gran medida la calidad de los transistores 2D, compensando la barrera Schottky, que obstruye el flujo de electrones en la intersección del metal y el sustrato 2D. Además, a diferencia de la EBL, la litografía térmica permite a los diseñadores de chips crear fácilmente imágenes del semiconductor 2D y posteriormente modelar los electrodos donde sea necesario.

De manera similar, los sistemas de fabricación t-SPL prometen considerables ahorros preliminares, así como también costos operativos: reducen radicalmente el consumo de energía al trabajar en condiciones ambientales, eliminando la necesidad de crear electrones de alta energía y producir un vacío ultra alto.

Por último, esta técnica de fabricación térmica se puede ampliar sin esfuerzo para la fabricación industrial mediante el uso de sondas térmicas paralelasRiedo expresó la esperanza de que t-SPL elimine la mayoría de la fabricación de las escasas salas limpias, donde los científicos deben luchar por el tiempo con el equipo costoso, y en laboratorios individuales, donde podrían promover rápidamente la ciencia de los materiales y el diseño de chips. La instancia de las impresoras 3D es una analogía apropiada: en el futuro, estas herramientas t-SPL con resolución inferior a 10 nm, que funcionan con una potencia estándar de 120 V en condiciones ambientales, podrían volverse igualmente omnipresentes en laboratorios de investigación como el suyo.

La “Edición de enero de 2019 de Nature Electronics con un análisis de“ Novedades y vistas ”ha publicado el“ Patrón de contactos metálicos en MoS2 de monocapa con barreras Schottky desvanecidas que usan nanolitografía térmica ”.

La investigación de Riedo sobre sondas térmicas se remonta a más de 10 años, primero con IBM Research-Zurich y luego con SwissLitho, fundada por antiguos investigadores de IBM. Un proceso basado en un sistema SwissLitho fue formulado y utilizado para este estudio. Comenzó a investigar litografía térmica para nanofabricación de metales en el Centro de Investigación de Ciencia Avanzada del Centro de Graduados de la City University of New York (CUNY), trabajando junto con los co-primeros autores del artículo, Xiaorui Zheng y Annalisa Calò, quienes ahora están investigadores de doctorado en NYU Tandon; y Edoardo Albisetti, quien trabajó en el equipo de Riedo con una beca Marie Curie.

Los autores que contribuyeron incluyen a NYU Tandon Profesor Asistente de Ingeniería Eléctrica e Informática Davood Shahrjerdi; Estudiantes de doctorado de NYU Tandon, Xiangyu Liu y Abdullah Sanad M. Alharbi; Ghidewon Arefe, James Hone, Brian S. Lee y Michal Lipson de la Universidad de Columbia; Xiaochi Liu y Won Jong Yoo, de la Universidad de Sungkyunkwan (Corea); Martin Spieser de SwissLitho; Takashi Taniguchi y Kenji Watanabe del Instituto Nacional de Ciencia de Materiales de Japón; Carmela Aruta, del Consejo Nacional de Investigación de Italia; y Alberto Ciarrocchi y Andras Kis de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne.

El estudio fue apoyado por la Oficina de Investigación del Ejército de los Estados Unidos, la Oficina de Ciencias Básicas de la Energía del Departamento de Energía de los Estados Unidos, la Fundación Nacional de Ciencias y el Programa de Investigación e Innovación del Horizonte 2020 de la Unión Europea …)

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