Nuovi materiali per i processori del futuro

È ormai noto che il silicio non potrà essere utilizzato per realizzare processori sempre più piccoli (il limite fisico è intorno ai 5 nanometri), quindi occorre trovare nuovi materiali per il futuro. Gli ingegneri della Stanford University hanno scoperto due semiconduttori che manifestano simili proprietà, ma che permettono di ridurre ulteriormente la dimensione dei chip. I primi esperimenti effettuati hanno fornito risultanti molto promettenti.

Una delle caratteristiche più importanti del silicio è la sua capacità di ossidarsi quando esposto all’ossigeno. I semiconduttori individuati dagli scienziati dell’università statunitense, ovvero il diseleniuro di afnio e il diseleniuro di zirconio, possono formare isolanti “high-K” migliori e quindi consentono un funzionamento a basso consumo ottenibile con altri materiali solo con l’aggiunta di uno strato isolante che necessita di processi più complessi e costosi. Un’altra proprietà è stata scoperta quando gli ingegneri hanno ridotto la dimensione dei diseleniuri.

Portando lo spessore a livello atomico, l’energia necessaria per lo switch dei transistor (nota come band gap) è compresa in un intervallo simile a quella del silicio, quindi né troppo bassa (circuiti instabili), né troppo alta (circuiti inefficienti). I due diseleniuri permettono inoltre di realizzare chip con uno spessore di soli tre atomi, circa 2/3 di un nanometro, oltre 10 volte inferiore a quello degli attuali processori.

Combinando questi semiconduttori con il silicio è possibile avere funzionalità più complesse e una maggiore autonomia della batteria. Prima di un eventuale arrivo sul mercato è necessario apportare diversi miglioramenti che riguardano i contatti elettrici e la stabilità degli isolanti ossidati. Successivamente si dovranno integrare con altri materiali e realizzare wafer funzionanti.