世界

1950 年代の材料が超高速チップの現代記録を樹立したばかり

ウォリック大学とカナダ国立研究評議会の科学者らは、今日のシリコンベースの半導体製造で使用される材料でこれまで測定された中で最高の「正孔移動度」を報告した。 シリコン (Si) は最新の半導体デバイスの基盤を形成していますが、コンポーネントが収縮して密に詰め込まれると、より多くの熱が発生し、基本的な性能の限界に近づきます。 1950 年代の初期のトランジスタの一部に登場したゲルマニウム (Ge) は、確立されたシリコン製造法の利点を維持しながら、その優れた電気的特性を活用する方法を研究者が見つけているため、新たな関心を集めています。 シリコン上の歪ゲルマニウムを使用した新素材のブレークスルー ウォリック大学物理学科准教授で半導体研究グループのリーダーであるマクシム・ミロノフ博士は、「ガリウムヒ素（GaAs）などの従来の高移動度半導体は非常に高価で、主流のシリコン製造に統合することは不可能です。当社の新しい圧縮ひずみゲルマニウム・オン・シリコン（cs-GoS）量子材料は、世界をリードする移動度と工業的拡張性を兼ね備えており、実用化に向けた重要な一歩となります」と説明する。量子および古典的な大規模集積回路。」 チームはどのようにして超高モビリティを実現したのか 研究者らは、シリコンウェーハ上に薄いゲルマニウム層を成長させ、正確な量の圧縮歪みを加えることで、画期的な材料を作成した。これにより、最小限の抵抗で電荷を通過させることができる、非常に純粋で規則正しい結晶構造が生成されました。 テストしたところ、この材料の正孔移動度は 715 万 cm2/ボルト秒 (工業用シリコンでは約 450 cm2 と比較) に達しました。これは、電子と正孔が従来のシリコンよりもはるかに容易に材料を通過できることを示す前例のない結果です。この改善により、電子機器がより高速に動作し、消費電力が少なくなる可能性があります。 将来のエレクトロニクスと量子技術への影響 カナダ国立研究評議会の主任研究員であるセルゲイ・スデニキン博士は、「これは、世界のエレクトロニクス産業の中心となる材料であるIV族半導体における電荷輸送の新たなベンチマークとなる。既存のシリコン技術と完全に互換性のある、より高速でエネルギー効率の高いエレクトロニクスや量子デバイスへの扉を開くものである。」と述べている。 この発見は、超高速、低電力半導体コンポーネントの有望な新しい道を確立します。潜在的な用途には、量子情報システム、スピン量子ビット、量子プロセッサ用の極低温コントローラー、AI アクセラレータ、データセンターの冷却需要を削減するように設計されたエネルギー効率の高いサーバーなどが含まれます。 この成果はワーウィックの半導体研究グループにとっても重要な成果であり、先進的な半導体材料研究における英国の影響力の増大を浮き彫りにしている。 #年代の材料が超高速チップの現代記録を樹立したばかり