A szilíciumkorszak alkonya?<br/>

A Lucent Technologies kutatói szerint a szilícium-chipek napjai meg vannak számlálva: 2012-re a mikroelektronika miniatürizálása terén elérjük azt a végső határt, ahonnan már csak merőben új utak vezetnek tovább.

Az ötvenes években megindult információs forradalomban mindez idáig érvényesült Moore törvénye (ezt Gordon Moore, az Intel egyik alapítója ismerte fel még 1965-ben), amely szerint a számítógépek teljesítménye tizennyolc hónaponként megduplázódik. A teljesítmény megsokszorozódásának fő forrása a szilícium-chipbe bezsúfolható elektronikus elemek számának növekedése. Ma egyetlen fél négyzetcentiméteres szilícium-chip milliónyi pici áramköri elemet tartalmaz, például tranzisztorokat, amelyek mindegyike 1 mikronnál (a hajszál századrészénél) is kisebb. Ezek az alkatrészek ma főként elektromosan vezető szilíciumból és szigetelő szilícium-dioxidból készülnek.
Bár a méretek további csökkentése időről-időre technológiai akadályokba ütközik, ezeket újabb eljárásokkal mindeddig sikerült elhárítani. Ha azonban Moore törvényét a jövő évszázadra is kiterjesztjük, egy leküzdhetetlennek látszó akadályba ütközünk, mivel 2012-re az alkatrészeknek már a molekulákéval összemérhető méretűvé kellene zsugorodniuk. Például a mai szilícium alapú MOSFET térvezérlésű tranzisztorok szilícium-dioxidból készülő kapueleme ebben a léptékben már alig négy-öt atomnyi vastag lenne. Kérdéses azonban, hogy egy ilyen vékony réteg továbbra is szigetelőként viselkedne, vagy esetleg "lyukassá" válna, és átengedné az áramot?
David Miller és munkatársai a Lucent Technologies cég kutatólaboratóriumában erre keresték a választ. A legújabb gyártási eljárással egy ötatomos szilícium-oxid filmet préseltek két szilíciumréteg közé, és azt vizsgálták, hogy az megőrzi-e kapu jellegét. (Laboratóriumban ma már előállíthatók ilyen méretű minták, jóllehet a tömeggyártás csúcstranzisztoraiban a megfelelő oxidrétegek nagyjából huszonöt atomnyiak.) A kísérletek során a kutatók azt találták, hogy ez az ultravékony film már nem tudta ellátni szigetelő szerepét: a szilícium mozgékony, áramot szállító (vezető) elektronjai lassacskán átszivárogtak a vékony fémoxid-rétegen. Becslésük szerint egy négyatomos vagy annál vékonyabb réteg már annyira "lyukas" lenne, hogy teljesen használhatatlanná válna.
Úgy tűnik, hogy Moore törvénye csak akkor maradhat érvényben, ha elfeledkezünk a hagyományos, szilícium alapú tranzisztorokról. Számos kutató úgy véli, hogy ebben a néhány atomos léptékben már nem működhet a klasszikus, "forrasztópákás" elektronika, hanem közvetlenül a kvantumfizikai hatásokra kell építeni: a szilícium korszak alkonya után új kor hajnala virradhat ránk.

(ÉT)

Ajánló:

A Bell Laboratórium technológiai újításai.