A lei de Moore é uma sugestão empírica afirmando que o número de transistores dobra a cada poucos anos em circuitos integrados (ICs). Contudo, A lei de Moore começou a falhar, pois os transistores agora são tão pequenos que as tecnologias atuais baseadas em silício são incapazes de oferecer mais oportunidades de encolhimento.

Uma possibilidade de superar a lei de Moore é recorrer a semicondutores bidimensionais. Esses materiais bidimensionais são tão finos que podem permitir a propagação de portadores de carga gratuita, ou seja, elétrons e lacunas em transistores que transportam a informação, ao longo de um plano ultrafino. Esse confinamento de portadores de carga pode permitir a comutação do semicondutor com muita facilidade. Ele também permite que os caminhos direcionais para os portadores de carga se movam sem espalhamento e, portanto, levando a uma resistência infinitamente pequena para os transistores.

Isso significa que, em teoria, os materiais bidimensionais podem resultar em transistores que não desperdiçam energia durante sua comutação liga / desliga. Teoricamente, eles podem mudar muito rapidamente e também desligar para valores de resistência zero absolutos durante seus estados não operacionais. Parece ideal, mas a vida não é ideal! Na realidade, ainda existem muitas barreiras tecnológicas que devem ser superadas para a criação de tais semicondutores ultrafinos perfeitos. Uma das barreiras com as tecnologias atuais é que os filmes ultrafinos depositados estão cheios de limites de grãos, de modo que os portadores de carga são devolvidos a eles e, portanto, a perda de resistência aumenta.

Um dos semicondutores ultrafinos mais excitantes é o dissulfeto de molibdênio (MoS ₂ ), que tem sido objeto de investigação nas últimas duas décadas devido às suas propriedades eletrônicas. Contudo, obtenção de MoS bidimensional em grande escala ₂ sem limites de grãos provou ser um verdadeiro desafio. Usando quaisquer tecnologias atuais de deposição em grande escala, MoS livre de limite de grão ₂ que é essencial para fazer CIs ainda foi alcançado com maturidade aceitável. Contudo, agora pesquisadores da Escola de Engenharia Química, A University of New South Wales (UNSW) desenvolveu um método para eliminar esses limites de grãos com base em uma nova abordagem de deposição.

"Esta capacidade única foi alcançada com a ajuda do metal de gálio em seu estado líquido. O gálio é um metal incrível com um ponto de fusão baixo de apenas 29,8 graus C. Isso significa que em uma temperatura normal de escritório ele é sólido, enquanto se transforma em líquido quando colocado na palma da mão de alguém. É um metal derretido, então sua superfície é atomicamente lisa. É também um metal convencional, o que significa que sua superfície fornece um grande número de elétrons livres para facilitar as reações químicas, "Sra. Yifang Wang, disse o primeiro autor do artigo.

"Ao trazer as fontes de molibdênio e enxofre para perto da superfície do metal líquido de gálio, fomos capazes de realizar reações químicas que formam as ligações de enxofre do molibdênio para estabelecer o MoS desejado ₂ . O material bidimensional formado é modelado em uma superfície atomicamente lisa de gálio, portanto, é naturalmente nucleado e livre de limites de grãos. Isso significa que por uma segunda etapa de recozimento, conseguimos obter MoS de área muito grande ₂ sem limite de grão. Este é um passo muito importante para aumentar a escala deste fascinante semicondutor ultra-liso. "

Os pesquisadores da UNSW estão agora planejando expandir seus métodos para a criação de outros semicondutores bidimensionais e materiais dielétricos, a fim de criar uma série de materiais que podem ser usados ​​como diferentes partes de transistores.