Ako tranzistory pokračujú v miniaturizácii, kanály, cez ktoré vedú prúd, sa zužujú a zužujú, čo si vyžaduje neustále používanie materiálov s vysokou pohyblivosťou elektrónov. Dvojrozmerné materiály, ako je disulfid molybdénu, sú ideálne pre vysokú mobilitu elektrónov, ale pri vzájomnom prepojení s kovovými drôtmi sa na kontaktnom rozhraní vytvorí Schottkyho bariéra, čo je jav, ktorý inhibuje tok náboja.
V máji 2021 spoločný výskumný tím vedený Massachusettským technologickým inštitútom za účasti TSMC a ďalších potvrdil, že použitie polokovového bizmutu v kombinácii so správnym usporiadaním medzi týmito dvoma materiálmi môže znížiť kontaktný odpor medzi drôtom a zariadením. , čím sa tento problém odstráni. , ktorá pomáha dosiahnuť skľučujúce výzvy polovodičov pod 1 nanometer.
Tím MIT zistil, že kombinácia elektród s polokovovým bizmutom na dvojrozmernom materiáli môže výrazne znížiť odpor a zvýšiť prenosový prúd. Oddelenie technického výskumu TSMC potom optimalizovalo proces nanášania bizmutu. Nakoniec tím z Národnej taiwanskej univerzity použil „héliový iónový lúčový litografický systém“ na úspešné zmenšenie kanála komponentov na veľkosť nanometrov.
Po použití bizmutu ako kľúčovej štruktúry kontaktnej elektródy je výkon dvojrozmerného materiálového tranzistora nielen porovnateľný s výkonom polovodičov na báze kremíka, ale je tiež kompatibilný so súčasnou bežnou procesnou technológiou na báze kremíka, čo pomôže v budúcnosti prelomiť hranice Moorovho zákona. Tento technologický prielom vyrieši hlavný problém dvojrozmerných polovodičov vstupujúcich do priemyslu a je dôležitým míľnikom pre integrované obvody, aby pokračovali v napredovaní v ére po Moore.
Okrem toho, použitie vedy o výpočtových materiáloch na vývoj nových algoritmov na urýchlenie objavovania ďalších nových materiálov je tiež horúcim miestom v súčasnom vývoji materiálov. Napríklad v januári 2021 Amesovo laboratórium Ministerstva energetiky USA zverejnilo článok o algoritme „Cuckoo Search“ v časopise „Natural Computing Science“. Tento nový algoritmus môže vyhľadávať zliatiny s vysokou entropiou. čas od týždňov po sekundy. Algoritmus strojového učenia vyvinutý v Sandia National Laboratory v Spojených štátoch je 40 000-krát rýchlejší ako bežné metódy, čím sa skracuje návrhový cyklus technológie materiálov takmer o rok. V apríli 2021 výskumníci z University of Liverpool v Spojenom kráľovstve vyvinuli robota, ktorý dokáže nezávisle navrhnúť cesty chemickej reakcie do 8 dní, dokončiť 688 experimentov a nájsť účinný katalyzátor na zlepšenie fotokatalytického výkonu polymérov.
Manuálne to trvá mesiace. Univerzita v Osake, Japonsko, s použitím 1 200 materiálov fotovoltaických článkov ako školiacej databázy, študovala vzťah medzi štruktúrou polymérnych materiálov a fotoelektrickou indukciou prostredníctvom algoritmov strojového učenia a úspešne vylúčila štruktúru zlúčenín s potenciálnymi aplikáciami do 1 minúty. Tradičné metódy vyžadujú 5 až 6 rokov.
Čas odoslania: 11. august 2022