طوّر علماء صينيون مادة شبه موصلة فائقة الرقة، يُقال إنها ستساعد في إنتاج رقائق إلكترونية سريعة وأكثر كفاءة في استهلاك الطاقة. وستُستخدم هذه الرقائق لتشغيل تطبيقات الذكاء الاصطناعي في الأجهزة.
يبلغ سمك مادة أشباه الموصلات الجديدة 0.7 نانومتر فقط. وقد طوّر طريقة تصنيعها فريق بقيادة تشانغ غوانغيو من الأكاديمية الصينية للعلوم وليو كاي هوي من جامعة بكين، وفقًا لتقرير نشرته صحيفة ساوث تشاينا مورنينغ بوست. ومن المتوقع أن تُعزز هذه الرقائق الجديدة أداء تطبيقات الذكاء الاصطناعي المدمجة في الأجهزة.
استخدم علماء صينيون مادة ثنائية الأبعاد لاستبدال السيليكون في رقائق الذكاء الاصطناعي
لقد تغلب الباحثون على عقبة رئيسية في تقليص حجم رقائق السيليكون التقليدية. فمع تقلص حجم الأجهزةtron، تصل رقائق الحوسبة التقليدية إلى حدودها الفيزيائية التي تؤثر على أدائها.
اقرأ أيضاً: بايدن يمول مركزاً افتراضياً لنمذجة أشباه الموصلات
عمل العلماء الصينيون على ثنائي الكالكوجينيدات ثنائية الأبعاد للمعادن الانتقالية (TMDs) كبديل محتمل للسيليكون التقليدي. ويُعدّ الفرق في سُمك المادة كبيرًا، إذ يبلغ سُمك ثنائي الكالكوجينيدات 0.7 نانومتر مقارنةً بـ 5 إلى 10 نانومترات للسيليكون.
ومن المزايا الإضافية أن الرقائق المصنوعة من ثنائي كبريتيد الموليبدينوم (TMD) تستهلك طاقة أقل، كما أن خصائص نقلtron فيها أفضل من خصائص السيليكون. وهذا يجعلها خيارًا أفضل للترانزستورات فائقة الصغر المستخدمة في رقائقtronالمتكاملة الضوئية والإلكترونية من الجيل التالي.
غالباً ما تتشكل البلورات غير النقية أثناء التصنيع التقليدي لأن الذرات تتجمع طبقة تلو الأخرى على الركيزة. ولتوضيح الأمر، يمكن القول إن العملية تشبه بناء جدار بالطوب، كما صرّح كاي هوي لوكالة أنباء شينخوا
"يرجع ذلك إلى الترتيبات الذرية غير القابلة للتحكم في نمو البلورات وتراكم الشوائب والعيوب."
ستمتلك شريحة بحجم ظفر الإصبع قدرة حاسوبية أكبر
قام الفريق بوضع الطبقة الأولى من الذرات على الركيزة أثناء العملية، كما هو الحال في العمليات التقليدية. ويكمن الاختلاف في وضع الذرات اللاحقة بين الطبقة الأولى للبلورة والركيزة.
تُسمى التقنية الجديدة "النمو عند السطح البيني"، وهي تضمن أن خصائص بنية كل طبقة بلورية على حدة تُحدد بدقة بواسطة الركيزة الموجودة أسفلها. كما يساعد ذلك في منع تراكم العيوب في نقطة واحدة ويعزز دقة البنية.
اقرأ أيضاً: الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي يستخدمان الذكاء الاصطناعي للبحث عن بدائل في صناعة أشباه الموصلات
بحسب المعلومات الواردة على موقع جامعة بكين، حققت الدراسة معدل تكوين طبقة بلورية بلغ 50 طبقة في الدقيقة. وقد تمكنت التقنية من إنشاء ما يصل إلى 15000 طبقة.
أعلنت الجامعة أن محاذاة الذرات في كل طبقة تتم بدقة متناهية وتكون متوازية تمامًا مع بعضها البعض. وقد صُنعت البلورات المُصنّعة من مواد ذات معايير دولية، مثل ثاني كبريتيد الموليبدينوم، وثاني كبريتيد النيوبيوم، وغيرها. وأكد الباحثون أن جميع هذه المواد تتوافق مع المعايير العالمية لمواد الدوائر المتكاملة.
قال ليو إن هذه البلورات ثنائية الأبعاد، عند استخدامها مع مواد أخرى في صناعة الترانزستورات، قادرة على تحسين تكامل الرقائق الإلكترونية. ويمكن زيادة كثافة الترانزستورات بشكل كبير لتعزيز قوة الحوسبة، وذلك على رقاقة إلكترونية بحجم ظفر الإصبع.
