3D-принтер может помочь разработать рекордные процессоры
Исследователи разработали методику, при помощи которой можно на 3D-принтере печатать наноразмерные структуры. В перспективе они могут помочь достичь рекордных размеров транзисторов и тем самым повысить мощность процессоров
Электронная промышленность построена на кремнии — материале, который составляет основу полупроводниковой подложки для микропроцессоров и является фундаментом всех вычислительных технологий, разрабатываемых в течение последних нескольких десятилетий. С ростом потребностей в увеличении мощности вычислений требуется уменьшение размеров транзисторов, но у этого уменьшения есть предел. И кажется, скоро он может быть достигнут.
В новой работе ученые попытались вплотную приблизиться к этому пределу и разработали метод 3D-печати, который позволяет создавать наноструктуры различных размеров прямо из диоксида кремния. Авторы использовали процесс двухфотонной полимеризации для печати структур с линиями шириной всего в несколько сотен нанометров — меньше, чем длина волны света. Лазеры «рисовали» строки, заставляя нанесенные на подложку чернила поглощать два фотона, в результате чего на месте, где прошел луч лазера, происходила полимеризация.
Для этого процесса ученым пришлось разработать новые черника. Исследователи создали смолы, содержащие наносферы диоксида кремния, легированные полиэтиленгликолем. Такое легирование позволило сделать наночастицы растворимыми. После печати структуру отверждали при помощи высокотемпературного спекания, в результате которого весь полимер удалялся из изделия, а оставалось только аморфное стекло или поликристаллы кристобалита.
Авторы также показали, как легирование материала различными солями редкоземельных элементов добавляет конечному изделию свойства фотолюминесценции. Это свойство может быть важно для оптических применений полученных наноструктур. Следующая цель ученых — усовершенствовать процесс для печати структур менее 10 нанометров. Сегодня 10 нм-техпроцесс — это последнее слово в разработке транзисторов. Если его удастся превзойти, мощность классических компьютеров получится увеличить на порядок.
Статья об открытии опубликована в журнале Nature Materials.