Снятие атомного слоя без повреждения чипа

10.07.2026

Современные компьютерные чипы уже содержат миллиарды транзисторов, и дальнейшее уменьшение их размеров упирается в физические пределы кремния. Чтобы сделать электронику еще компактнее, быстрее и энергоэффективнее, ученые активно исследуют сверхтонкие двумерные материалы, такие как дисульфид молибдена (MoS2). Однако работа с ними требует невероятной точности: нужно уметь удалять всего один атомный слой, не повреждая материал под ним. Новое открытие в области плазменной химии показывает, как этого можно добиться с помощью простого химического покрытия.

Молибден дисульфид можно представить как трехслойный "сэндвич" из атомов: в середине располагается слой молибдена, а сверху и снизу - "крышки" из серы. В будущих транзисторах инженерам часто нужно аккуратно снять только верхний слой серы, оставив молибденовый слой целым. Для этого используют плазму - сильно ионизированный газ, частицы которого обладают достаточной энергией, чтобы выбивать атомы с поверхности. Проблема в том, что разница между энергией, достаточной для удаления серы, и энергией, которая уже начинает разрушать молибден, крайне мала.

Исследователи с помощью компьютерных симуляций выяснили, что ситуацию можно кардинально улучшить, если перед обработкой плазмой нанести на поверхность материала всего несколько атомов кислорода или фтора. Без такого покрытия для удаления атома серы требовалось около 30 электрон-вольт энергии. После покрытия фтором этот порог снижался примерно до 10 электрон-вольт, а после покрытия кислородом - до 14 электрон-вольт. Таким образом, "замок", удерживающий атомы серы, становился значительно слабее.

Когда ионы плазмы попадают на покрытую поверхность, происходит химическая реакция. Атомы кислорода, например, соединяются с атомом серы, образуя молекулу диоксида серы (SO2) - стабильный газ, который сам отрывается от поверхности и улетает. Фтор действует аналогично, формируя летучие соединения серы с фтором. Вместо того чтобы грубо "выбивать" атомы серы ударами, ученые заставляют их сначала превратиться в легко удаляемые молекулы.

Такой подход существенно расширяет "окно безопасной работы" плазмы. Поскольку ионы в плазме обладают разной энергией, на обычной поверхности часть из них оказывается слишком слабой, чтобы снять серу, а другая часть - слишком сильной и повреждает молибден. После химического покрытия появляется широкий диапазон энергий, в котором ионы успешно удаляют верхний слой, но еще не наносят вреда материалу под ним.

Это открытие особенно важно потому, что обычный кремний уже приближается к своим физическим пределам миниатюризации. Материалы семейства дихалькогенидов переходных металлов (TMD), такие как MoS2, имеют толщину всего в несколько атомов и могут стать основой для транзисторов следующего поколения. Однако без сверхточных методов обработки такие материалы остаются лишь теоретической возможностью.

В будущем исследователи планируют количественно оценить степень повреждения материала при разных режимах обработки и проверить, работает ли этот подход для родственных соединений - например, если заменить молибден на вольфрам, а серу на селен. Если метод окажется универсальным, он может стать важным инструментом для массового производства гибридных чипов, сочетающих кремний с ультратонкими двумерными материалами.

<< Назад: Сенсор растений выявляет стресс задолго до увядания 10.07.2026

>> Вперед: Производство водорода от ядерного реактора 09.07.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Антоцианы черники: природная защита для зрения в темноте 14.07.2026

Специалисты все активнее изучают влияние растительных веществ на здоровье глаз. Особое внимание привлекают антоцианы - природные пигменты, которые придают яркую окраску многим ягодам и овощам. Новые данные показывают, что эти соединения способны не только защищать клетки глаз от окислительного стресса, но и ускорять восстановление родопсина - ключевого пигмента, отвечающего за способность видеть в условиях низкой освещенности. Антоцианы содержатся в большом количестве в чернике, голубике, ежевике, черной смородине, а также в краснокочанной капусте и некоторых других красных, синих и фиолетовых продуктах. Эти вещества обладают мощными антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Они помогают нейтрализовать активные формы кислорода, которые повреждают клетки сетчатки и способствуют развитию хронического воспаления. По данным исследователей, антоцианы оказывают комплексное положительное влияние на зрительную систему. Они улучшают микроциркуляцию крови в сетчатке, поддержива ...>>

Двухэкранный Zenbook DUO UX8407 14.07.2026

Компания ASUS представила обновленную модель Zenbook DUO (UX8407) образца 2026 года, которая получила сертификат Copilot+ PC и позиционируется как ультимативный инструмент для бизнес-пользователей и профессиональных создателей контента. Новинка полностью отказывается от традиционной конструкции в пользу двух полноценных сенсорных дисплеев в прочном корпусе из инновационного материала Ceraluminum. Главной особенностью устройства стали два 14-дюймовых сенсорных экрана ASUS Lumina Pro OLED с разрешением 3K (2880 &#215; 1800 пикселей) и форматом 16:10. Частота обновления повышена до 144 Гц, а максимальная яркость в режиме HDR достигает 1000 кд/м2 при наличии сертификата VESA DisplayHDR True Black 1000. Новое антибликовое покрытие снижает уровень отражений на 65 %, что особенно полезно при работе в условиях яркого освещения. Благодаря откидной подставке и съемной Bluetooth-клавиатуре с магнитным креплением Pogo Pin пользователь может мгновенно удвоить рабочую поверхность почти до 20 ...>>

Редактирование генома меняет питательные свойства овощей 13.07.2026

Японские ученые из Университета Цукубы продемонстрировали, как можно превратить привычный красный салат в зеленый, одновременно повысив содержание ценных растительных соединений. С помощью технологии CRISPR/Cas9 ученые заблокировали работу гена, отвечающего за производство красных пигментов - антоцианов. В результате в листьях салата значительно снизился уровень этих веществ, а вместо них начал накапливаться другой класс флавоноидов. Особенно заметно выросло содержание кверцетина - соединения, известного своими антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Несмотря на существенные изменения в пигментации и биохимическом составе, модифицированный салат продолжал нормально расти. Исследователи отметили, что растение не показало заметного снижения скорости роста или ухудшения внешнего вида. Это важный результат, поскольку многие генетические модификации, направленные на изменение состава веществ, часто приводят к замедлению развития растений. Красный салат изначально слав ...>>

Кремниевый чип, записывающий ДНК 13.07.2026

Биотехнология и медицина все чаще нуждаются в синтетической ДНК - для создания лекарств, диагностических тестов, генной терапии и даже для хранения цифровой информации. Однако традиционные методы производства синтетической ДНК имеют серьезный недостаток: они требуют использования токсичных органических растворителей и сложного промышленного оборудования. Группа исследователей из Гарвардского университета предложила принципиально иной подход, превратив обычный кремниевый полупроводниковый чип в компактную платформу для параллельного ферментативного синтеза ДНК в водной среде. В отличие от классического фосфорамидитного метода, который доминирует в промышленности, новый подход ближе к естественному процессу сборки ДНК в живых клетках. Реакции происходят в воде, без вредных растворителей, что делает технологию значительно более экологичной и потенциально подходящей для создания настольных или даже портативных ДНК-синтезаторов. До недавнего времени главным ограничением таких компактных ...>>

Искусственный дождь для охлаждения мегаполисов 12.07.2026

В условиях усиливающейся жары в городах инженеры ищут новые способы охлаждения общественных пространств без значительных затрат энергии. В китайском городе Юньчэн провинции Шаньси в жилом комплексе Xijian Tianmao Guobinfu реализовали необычный проект: на крышах нескольких высотных зданий установили систему распыления мелкодисперсного тумана, имитирующую эффект дождя. Эта технология автоматически включается при повышении температуры воздуха и помогает снижать жару в окружающем пространстве. Система активируется, когда температура достигает 38 °C. По словам управляющего комплексом Цзя Вэня, распыление тончайших капель воды позволяет снизить температуру воздуха и поверхностей на 5-8 °C всего за несколько минут. Благодаря большой высоте зданий влага успевает полностью испариться еще в воздухе, поэтому пешеходы и жители внизу не ощущают намокания или дискомфорта. Главным преимуществом технологии является ее относительная простота и энергоэффективность. Система состоит из сети шлангов ...>>

Случайная новость из Архива Преимущества поздних родов для интеллекта и здоровья мозга 14.03.2025 Современные исследования подтверждают, что рождение ребенка в более зрелом возрасте может оказывать положительное влияние на когнитивные способности женщины. Международная группа ученых выявила, что у женщин, ставших матерями после 35 лет, улучшается память и повышаются интеллектуальные способности. Эти результаты подчеркивают, что поздние роды не только безопасны, но и могут способствовать поддержанию активности мозга в пожилом возрасте. Во время беременности и родов в организме женщины происходят значительные гормональные изменения. Выработка таких веществ, как окситоцин, адреналин, норадреналин, пролактин и эндорфины, не только помогает справляться со стрессом и адаптироваться к материнству, но и оказывает длительное влияние на психические функции. Ученые предполагают, что эти изменения могут играть важную роль в защите мозга от возрастных когнитивных нарушений. В исследовании, проведенном с участием более 800 женщин, специалисты пытались установить связь между поздним материнством и интеллектуальными способностями. Испытуемым предлагалось прочитать текст, запомнить последовательность слов и повторить услышанное рассказанное предание, несмотря на отвлекающие факторы. Результаты показали, что женщины, родившие первого ребенка в возрасте 24 лет и старше, в среднем справлялись с заданиями лучше. Особенно высокие показатели продемонстрировали участницы, которые впервые стали мамами до 30 лет, а затем родили второго ребенка после 35 лет. Это подтверждает гипотезу о том, что беременность и роды стимулируют процессы обучения и запоминания, что может снижать риск возрастных когнитивных расстройств. Кроме того, ученые предполагают, что роды после 35 лет могут играть роль в профилактике болезни Альцгеймера и общего возрастного снижения интеллектуальных способностей. Хотя данная теория требует дальнейших исследований, уже сейчас можно говорить о том, что позднее материнство способно принести не только эмоциональное удовлетворение, но и долгосрочную пользу для здоровья мозга. Рождение детей в зрелом возрасте может быть не просто осознанным выбором, но и фактором, способствующим сохранению ясности ума и когнитивных функций на протяжении всей жизни.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026