Кремний, основа компьютерных чипов на протяжении десятилетий, приближается к своим физическим пределам. Чтобы продолжать создавать все меньшую и мощную электронику, ученые ищут возможности объединения кремния с новыми ультратонкими материалами.
Одной из наиболее перспективных групп считаются дихалькогениды переходных металлов (ДПМ), среди которых выделяется дисульфид молибдена — материал толщиной всего в три атома, который состоит из слоя молибдена между двумя слоями серы.
Для создания транзисторов будущего, в которых будут объединены кремний и ДПМ, производителям может потребоваться избирательно удалять атомы только с верхнего слоя серы, оставляя нижележащие слои нетронутыми. Одним из распространенных способов удаления поверхностных атомов является использование плазмы — энергетического состояния материи, которое изучается в Принстонской лаборатории физики плазмы уже 75 лет.
При тщательно контролируемых условиях частицы плазмы могут ударять по поверхности материала и выбивать атомы. Однако проблема заключается в достижении достаточной энергии для удаления серы с верхнего слоя без повреждения молибденового слоя под ним. Поскольку разница между успешным удалением и повреждением подложки крайне мала, разработка надежного процесса оказалась сложной задачей.
Используя компьютерное моделирование, ученые обнаружили, что обработка дисульфида молибдена кислородом или фтором перед воздействием плазмы делает процесс гораздо более контролируемым. Моделирование показало, что предварительная обработка резко снижает энергию, необходимую для удаления атомов серы. На необработанной поверхности выбивание атома серы требует около 30 электронвольт. Этот порог падает примерно до 10 электронвольт при добавлении фтора и около 14 электронвольт при использовании кислорода.
Источник: hi-tech.mail.ru