Met behulp van een nieuwe methode maakten technici de kleinste 3D-transistors ooit. De piepkleine elektronische onderdeeltjes meten slechts 2,5 nanometer overdwars.
Dankzij de vooruitstevende technologie zijn we voorzien van de kleinste, dunste hightech-apparatuur. Dat was vroeger wel anders: vijftien jaar geleden namen onze computers volledige bureaus in en pasten onze telefoons amper in onze broekzakken. Om zoveel mogelijk technische snufjes in zo klein mogelijke apparaten te ‘proppen’, staat het verkleinen van de losse onderdelen hoog op de lijst.
Technici aan het MIT en de Colorado-universiteit ontwikkelden zo een nieuwe methode om een belangrijk onderdeel van elektronische apparaten – transistors – nog weer kleiner te maken. Werkend op atoomniveau wist het team exemplaartjes te maken met een breedte van een minuscule 2,5 nanometer; slechts een derde van die op de markt.
Lees ook: Op deze chip passen 30 miljard transistors
Klein, kleiner, kleinst
Transistors, die als schakelaars of versterkers werken, zijn een paar van de belangrijkste onderdelen in je elektronische apparaten. Tegenwoordig worden er voornamelijk 3D-transistors gebruikt, zogenaamde FinFETs (voor Fin Field-effect transistors) die als een soort rechtopstaande vinnetjes op microchips bevestigd zijn.
In 1965 deed Gordon Moore, een van de oprichters van Intel, een voorspelling; elke twee jaar zou de hoeveelheid transistors op een computerchip verdubbelen. Om deze ‘wet van Moore’ bij te houden, zijn technici altijd bezig met het ontwikkelen van kleinere onderdelen. Maar, hoewel het lange tijd de gouden regel binnen de elektronica leek, wordt dat steeds lastiger.
Dwarsdoorsnede van de piepkleine transistors. © MIT
‘Atoomschil’
We beginnen namelijk in de buurt te komen van fysieke limieten die niet te overschrijden zijn. Technici van het MIT en de Colorado-universiteit gingen daarom op atoomniveau aan de slag om de piepkleine onderdeeltjes te maken.
Met behulp van een speciale methode, thermal atomic layer etching genaamd, konden de onderzoekers van een halfgeleider met een dun laagje metaalfluoride telkens een paar atomen plukken. Zo konden ze per keer een piepkleine 0,02 nanometer van het materiaal etsen. Het resultaat is een extreem nauwkeurig ontwikkelde, piepkleine transistor.
Nauwkeurig
Op deze manier maakte het team de vinachtige 3D-transistors. Niet alleen wisten de technici zo de kleinste apparaatjes ooit te maken, ook leken ze beter te werken. De minuscule elektronische onderdeeltjes werken volgens de onderzoekers zestig procent beter dan bestaande varianten en zijn energie-efficiënter.
Volgens de technici hebben de transistors dat aan hun fabricatiemethode te danken. De extreme nauwkeurigheid van het ‘atoometsen’ maakt de kans op foutjes aanzienlijk kleiner.
Beeld: MIT
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!