দুটি পারমাণবিকভাবে পাতলা পদার্থ ব্যবহার করে তৈরি একটি ট্রানজিস্টর আকারের রেকর্ড সেট করে

সিলিকনে খোদাই করা ট্রানজিস্টরগুলির সর্বদা সঙ্কুচিত হওয়া বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য সর্বদা উত্পাদন প্রযুক্তির কাটিয়া প্রান্তকে এগিয়ে নেওয়ার প্রয়োজন হয়। গ্রাফিন এবং কার্বন ন্যানোটিউবের মতো পারমাণবিকভাবে পাতলা পদার্থের আবিষ্কার, যাইহোক, এই উপকরণগুলির প্রাকৃতিক বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে আমাদের উত্পাদন চাহিদা প্রতিস্থাপনের সম্ভাবনা উত্থাপন করেছে। আপনি যদি 1 ন্যানোমিটার চওড়া কার্বন ন্যানোটিউব ব্যবহার করতে পারেন তবে সিলিকনে 1 ন্যানোমিটার বৈশিষ্ট্যটি খোদাই করার দরকার নেই।

এবং সেখানে কিছু উল্লেখযোগ্য সাফল্য এসেছে, যেমন একটি একক কার্বন ন্যানোটিউব দিয়ে তৈরি 1 ন্যানোমিটার গেট। কিন্তু কাজটি প্রায়শই একটি কার্যকরী ডিভাইস তৈরি করার জন্য সঠিক জায়গায় পারমাণবিকভাবে পাতলা উপাদানগুলি পাওয়ার একটি কঠিন প্রক্রিয়া জড়িত। এবং বাকী হার্ডওয়্যার সাধারণত বাল্কিয়ার উপকরণ দিয়ে তৈরি হয় যা আরও ঐতিহ্যগত ট্রানজিস্টর ডিজাইন থেকে ধার করা হয়।

এই সপ্তাহে প্রকাশিত একটি নতুন কাগজ, তবে, একটি রেকর্ড-সেটিং নকশা বর্ণনা করে যা এখনও পর্যন্ত রিপোর্ট করা সবচেয়ে ছোট ট্রানজিস্টর গেটের দৈর্ঘ্য রয়েছে। রেকর্ডটি একটি গ্রাফিন শীটের প্রান্ত দ্বারা সেট করা হয়েছিল, যার অর্থ গেটটি কেবলমাত্র একটি একক কার্বন পরমাণু জুড়ে। এবং, একটি মূল উপাদানের জন্য দ্বিতীয় পারমাণবিকভাবে পাতলা উপাদান ব্যবহার করে (এছাড়া অংশগুলির একটি চতুর বিন্যাস), ডিজাইনের পিছনের দলটি নিশ্চিত করেছে যে পুরো ট্রানজিস্টরটি তৈরি করা সহজ এবং তুলনামূলকভাবে কমপ্যাক্ট।

পরমাণু যাচ্ছে

একটি স্ট্যান্ডার্ড ট্রানজিস্টর ডিজাইনে দুটি পরিবাহী ইলেক্ট্রোড থাকে — উৎস এবং ড্রেন — সেমিকন্ডাক্টরের এক টুকরো দ্বারা আলাদা করা হয়। সেমিকন্ডাক্টরের অবস্থা, যার অর্থ এটি পরিবাহী বা অন্তরক কিনা তা গেট নামক তৃতীয় পরিবাহী ইলেক্ট্রোড দ্বারা সেট করা হয়। ট্রানজিস্টরের আকারের জন্য অনেকগুলি ব্যবস্থা থাকলেও, গেটের দৈর্ঘ্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ।

সিলিকন সম্ভবত সবচেয়ে বিখ্যাত সেমিকন্ডাক্টর, কিন্তু পারমাণবিকভাবে পাতলা সেমিকন্ডাক্টরও রয়েছে। এই উপকরণগুলির মধ্যে সবচেয়ে বিশিষ্ট হল মলিবডেনাম ডিসালফাইড। রাসায়নিক বন্ধনের বিন্যাসের কারণে এটি একটি একক পরমাণুর মতো পাতলা না হলেও, মলিবডেনাম ডিসালফাইড এখনও অবিশ্বাস্যভাবে কম্প্যাক্ট। প্রদত্ত যে এটির দরকারী বৈশিষ্ট্য রয়েছে, এটি ভাল বৈশিষ্ট্যযুক্ত এবং এটির সাথে কাজ করা সহজ, গবেষকরা তাদের অর্ধপরিবাহী উপাদান হিসাবে মলিবডেনাম ডিসালফাইড ব্যবহার করেছেন। উত্স এবং ড্রেন ইলেক্ট্রোডগুলি কেবল ধাতুর স্ট্রিপ যা মলিবডেনাম ডাইসলফাইডের সাথে যোগাযোগ করেছিল।

যে গেট ছেড়ে. আগের, 1 ন্যানোমিটার ডিভাইসে, গেটটি একটি একক কার্বন ন্যানোটিউব দিয়ে তৈরি ছিল। এর চেয়ে ছোট হওয়া কঠিন কিন্তু অসম্ভব নয়। গ্রাফিন শীটগুলি চ্যাপ্টা কার্বন ন্যানোটিউবের মতো: কার্বন পরমাণুর একটি শীট একসাথে সংযুক্ত। যদিও শীটের দৈর্ঘ্য এবং প্রস্থ একটি ন্যানোটিউবের চেয়ে অনেক বড় হতে চলেছে, পুরুত্ব শুধুমাত্র একটি কার্বন পরমাণুর পুরু হবে। সুতরাং, আপনি যদি একটি গ্রাফিন শীটের প্রান্তটিকে গেট হিসাবে ব্যবহার করতে পারেন তবে আপনি একটি অত্যন্ত ছোট গেটের দৈর্ঘ্য পেতে পারেন।

এই সমস্ত উপকরণ, তবে, ইতিমধ্যেই অগণিত পরীক্ষা ডিভাইসে ব্যবহার করা হয়েছে। নতুন কাজের গোপনীয়তা হল তারা কীভাবে সাজানো হয়েছে। গেট হিসেবে কাজ করার জন্য সঠিক অভিযোজনে গ্রাফিন শীটের প্রান্ত পেতে এই ব্যবস্থার অংশটি প্রয়োজন। কিন্তু ডিজাইনের একটি উল্লেখযোগ্য সুবিধা হল যে এটি তৈরি করা যুক্তিসঙ্গতভাবে সহজ যে এতে পারমাণবিকভাবে পাতলা পদার্থগুলির যেকোন একটির অত্যন্ত সুনির্দিষ্ট অবস্থানের প্রয়োজন হয় না।

চতুর জ্যামিতি

ডিভাইসটি তৈরি করতে, গবেষকরা সিলিকন এবং সিলিকন ডাই অক্সাইডের স্তর দিয়ে শুরু করেছিলেন। সিলিকনটি সম্পূর্ণরূপে কাঠামোগত ছিল – ট্রানজিস্টরে নিজেই কোন সিলিকন নেই। গেট উপাদান তৈরি করতে সিলিকন এবং সিলিকন ডাই অক্সাইডের উপরে একটি গ্রাফিন শীট স্তরিত ছিল। এর উপরে, গবেষকরা অ্যালুমিনিয়ামের একটি স্তর স্থাপন করেছেন। অ্যালুমিনিয়াম একটি কন্ডাক্টর হলেও, গবেষকরা এটিকে কয়েক দিনের জন্য বাতাসে বসতে দেন, যার সময় পৃষ্ঠটি অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইডে জারিত হয়। সুতরাং, গ্রাফিন শীটের নীচের পৃষ্ঠটি সিলিকন ডাই অক্সাইডের উপর ছিল এবং শীর্ষটি অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড দ্বারা আবৃত ছিল, উভয়ই অন্তরক। এটি ট্রানজিস্টরের বাকি হার্ডওয়্যার থেকে গ্রাফিনের প্রান্ত ছাড়া সবকিছুকে বিচ্ছিন্ন করে।

একটি দরকারী উপায়ে গ্রাফিনের প্রান্তটি প্রকাশ করার জন্য, গবেষকরা কেবল অ্যালুমিনিয়ামের প্রান্ত বরাবর খোদাই করেছিলেন, নীচের সিলিকন ডাই অক্সাইডে। এটি গ্রাফিন শীটের মধ্য দিয়ে কাটা, একটি রৈখিক প্রান্ত উন্মুক্ত করে যা গেট হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। এই মুহুর্তে, পুরো ডিভাইসটি হাফনিয়াম অক্সাইডের একটি পাতলা স্তর দিয়ে আবৃত থাকে, একটি অন্তরক যা গেট এবং বাকি হার্ডওয়্যারের মধ্যে কিছুটা জায়গা প্রদান করে।

পরবর্তীতে, মলিবডেনাম ডিসালফাইড সেমিকন্ডাক্টরের একটি ফ্লেক সমগ্র (এখন ত্রিমাত্রিক) কাঠামোর উপর স্তরিত ছিল। এর ফলস্বরূপ, গ্রাফিনের প্রান্তটি (এখন ডিভাইসের উল্লম্ব অংশের দেয়ালে এম্বেড করা হয়েছে) মলিবেডেনাম ডাইসালফাইডের কাছাকাছি ছিল। গ্রাফিনের প্রান্তটি এখন সেমিকন্ডাক্টরের পরিবাহিতা নিয়ন্ত্রণ করার জন্য একটি গেট হিসাবে কাজ করতে পারে। এবং গেটের দৈর্ঘ্য ছিল গ্রাফিন শীটের পুরুত্ব – একটি একক কার্বন পরমাণু বা 0.34 ন্যানোমিটার।

সেখান থেকে, দলটি কেবল গেটের উভয় পাশে উত্স এবং ড্রেন ইলেক্ট্রোড স্থাপন করে। ত্রিমাত্রিক বিন্যাস যে সহজ করেছে. উত্সটি উপরে স্থাপন করা হয়েছিল, এবং ড্রেনটি নীচে স্থাপন করা হয়েছিল, যার মধ্যে উল্লম্ব প্রাচীর ছিল। (গবেষকরা তাদের ডিভাইসটিকে একটি পার্শ্ব-প্রাচীর ট্রানজিস্টর বলে, যেহেতু গেটটি সেই প্রাচীরের মাঝখানে অবস্থিত।)