Растущие нагрузки от систем искусственного интеллекта и больших языковых моделей уже упираются в физические пределы современных кремниевых чипов. Миниатюризация транзисторов приближается к атомным масштабам, где квантовые эффекты, перегрев и сложности производства делают дальнейшее масштабирование по закону Мура всё более трудным. В поисках альтернативы учёные активно изучают двумерные (2D) полупроводники — сверхтонкие материалы толщиной в один атом, которые обещают продолжить рост производительности при лучшей энергоэффективности.
Главная проблема 2D-материалов — сложность создания стабильных p-типа полупроводников (с дырочной проводимостью). В то время как n-тип (электронный) уже хорошо освоен на основе дисульфида и диселенида молибдена, качественные p-тип материалы остаются слабым звеном. Без них невозможно построить полноценные комплементарные логические схемы, необходимые для современных процессоров.
Команда учёных из Института металловедения Китайской академии наук под руководством Чжу Мэнцзяня нашла решение. Они полностью переработали процесс химического осаждения из паровой фазы (CVD), использовав в качестве подложки жидкий бислой золото-вольфрам. Это позволило вырастить монокристаллические плёнки монокристаллического нитрида вольфрама и кремния с управляемым легированием.
Результат впечатляет: размер доменов вырос до субмиллиметрового уровня, а скорость роста увеличилась примерно в 1000 раз — с 0,00004 дюйма за пять часов до 0,0008 дюйма в минуту. Полученные плёнки достигли размеров около 1,4×0,7 дюйма, что уже приближает технологию к промышленному масштабу.
Новый материал сочетает высокую подвижность дырок, большую плотность тока в открытом состоянии, отличную механическую прочность, эффективный теплоотвод и химическую стабильность. Всё это делает его перспективным кандидатом для создания высокопроизводительных 2D-транзисторов и интеграции в CMOS-архитектуры следующего поколения.
