Команда исследователей под руководством Чунсэна Лю из Университета Фудань в Шанхае разработала первый полностью функциональный 2D-CMOS-чип, объединяющий атомарно тонкие 2D-ячейки памяти с традиционным кремниевым чипом. Это достижение, описанное в журнале Nature, сокращает разрыв между теоретическим потенциалом 2D-материалов и их практическим применением.
На протяжении десятилетий учёные стремились уменьшить размеры цепей на кремниевых чипах, но технология приближается к физическим пределам. 2D-материалы, толщиной в один атомный слой, предлагают решение, однако их интеграция с традиционными процессорами сталкивается с инженерными трудностями из-за хрупкости и нестабильности таких материалов.
Для преодоления этих проблем команда разработала технологию Atom2Chip. Она включает несколько инноваций: процесс полной сборки на чипе, позволяющий интегрировать 2D-материал (монослой дисульфида молибдена) на шероховатую поверхность CMOS-чипа, и специальную упаковку для защиты хрупкого атомного слоя.
Также была создана новая кроссплатформенная система для обеспечения совместимости 2D-цепей с платформой CMOS.Результатом стал не просто лабораторный прототип, а полноценный 1-Кб 2D NOR флеш-чип памяти, способный выполнять сложные операции, управляемые инструкциями. В тестах чип показал тактовую частоту 5 МГц, скорость программирования и стирания 20 наносекунд и низкое энергопотребление. Этот 2D флеш-чип служит основой для памяти следующего поколения, обещающей более высокую плотность и энергоэффективность.
Хотя демонстрация сосредоточена на хранении данных, подход может быть применён к процессорам в будущем, что потенциально приведёт к созданию более быстрых, тонких и энергоэффективных устройств.
Оригинал
Уникальность
