Современные компьютерные чипы состоят из более чем миллиарда транзисторов. И каждый из этих электронных компонентов нужно соединить со следующим. Ранее для этой цели использовали в основном медные проводники. Но они как раз таки и являются одним из ограничивающих факторов, которые не позволяют делать микросхемы более функциональными и менее габаритными.
По подсчетам инженеров, современный чип содержит более 100 км проводника. И это все помещается на кусочке кремния, размером не больше человеческого ногтя. Конечно же, медь – хороший проводник, но когда речь идет о соединительных дорожках диаметром не больше размера атома – тут начинаются серьезные проблемы с передачей тепла и электрических сигналов. Кроме того медный проводник в таком масштабе становится очень хрупким. Короче при размерах, сравнимых с несколькими нанометрами классическая физика уступает квантовой, и тут медь теряет свое превосходство перед более перспективными материалами.
Так исследователи из Стэндфордского института и Стэндфордского центра линейного ускорения предложили разработчикам электроники как альтернативу меди новый материал Stanene. Получивший свое название от латинского обозначения олова, с этим металлом он имеет много общего. Дело в том, что Stanene – это и есть олово, только толщиною в один атом.
Если быть точным, то Stanene не является чистым проводником. Этот материал относится к классу топологических изоляторов. Это материалы, которые проводят электрический ток только по своей поверхности. Внутри же материал – настоящий диэлектрик.
Правда, КПД передачи электрической энергии поверхностью Stanene равно 100 %. Так, по крайней мере, утверждают американские исследователи. То есть новый материал с успехом может заменить медь при производстве микросхем и компьютерных чипов.
Для улучшения электрических характеристик материала, ученые в его атомарную структуру добавили атомы фтора. Это позволило сохранить высокую проводимость при температурах до 100 °C – температуры, до которой может нагреваться компьютерный чип.
Пока, что технология изготовления нового материала до конца не отработана. Получит ли Stanene широкое распространение в мире электроники тоже не ясно. Но исследователи уверены в его больших потенциальных возможностях.
