p A tecnologia de semicondutores de silício fez maravilhas para o avanço de nossa sociedade, que se beneficiou tremendamente de seu uso versátil e recursos incríveis. O desenvolvimento da eletrônica, automação, computadores, câmeras digitais e smartphones recentes com base neste material e sua tecnologia subjacente dispararam, reduzir o tamanho físico de dispositivos e fios para o regime de nanômetros. p Embora essa tecnologia tenha se desenvolvido desde o final dos anos 1960, a miniaturização de circuitos parece ter alcançado um possível ponto final, já que os transistores só podem ser reduzidos a um determinado tamanho e não mais. Assim, há uma necessidade urgente de complementar a tecnologia Si CMOS com novos materiais, e para cumprir os requisitos de computação futuros, bem como as necessidades de diversificação de aplicativos.

p Agora, o grafeno e os materiais bidimensionais (2-D) relacionados oferecem perspectivas para avanços sem precedentes no desempenho do dispositivo no limite atômico. Seu incrível potencial provou ser uma solução possível para superar as limitações da tecnologia de silício, onde a combinação de materiais 2-D com chips de silício promete superar as limitações tecnológicas atuais.

p Em um novo artigo de revisão em Natureza , uma equipe de pesquisadores internacionais, incluindo pesquisadores do ICFO Dr. Stijn Goossens e ICREA Prof no ICFO Frank Koppens, e líderes industriais de IMEC e TSMC se reuniram para fornecer uma análise profunda e completa sobre as oportunidades, progresso e desafios da integração de materiais atomicamente finos com tecnologia baseada em Si. Eles fornecem insights sobre como e por que os materiais 2-D (2DMs) podem superar os desafios atuais impostos pela tecnologia existente e como eles podem melhorar a função e o desempenho dos componentes do dispositivo, para impulsionar os recursos de tecnologias futuras, nas áreas de aplicações computacionais e não computacionais.

p Para aplicativos não computacionais, eles analisam a possível integração desses materiais para câmeras futuras, comunicações de dados ópticos de baixa potência e gás e biossensores. Em particular, sensores de imagem e fotodetectores, são áreas onde o grafeno e 2DMs podem permitir uma nova visão na faixa infravermelha e terahertz, além da faixa visível do espectro. Isso pode servir, por exemplo, em veículos autônomos, segurança em aeroportos e realidade aumentada.

p Para sistemas computacionais, e em particular no campo de transistores, eles mostram como desafios como o doping, resistência de contato e dielétricos / encapsulamento podem ser diminuídos ao integrar 2DMs com tecnologia de Si. 2DMs também podem melhorar radicalmente os dispositivos de memória e armazenamento de dados com novos mecanismos de comutação para estruturas metálicas de meta; -insulador, evite correntes furtivas em matrizes de memória, ou até mesmo impulsionar ganhos de desempenho de circuitos baseados em fios de cobre, aderindo grafeno aos materiais de barreira de cobre ultrafinos e, assim, reduzir a resistência, espalhamento e autoaquecimento.

p A revisão fornece uma visão para todas as partes interessadas sobre os desafios e o impacto de resolver a integração de material 2-D com a tecnologia CMOS. Ele fornece um roteiro de integração 2-D e tecnologia CMOS, identificar o estágio em que todos os desafios em relação ao crescimento, transferir, interface, doping, contatando, e o design está de pé hoje e quais processos possíveis devem ser resolvidos para atingir tais objetivos de passar de um ambiente de laboratório de pesquisa para uma linha piloto para a produção dos primeiros dispositivos que combinam as duas tecnologias.

p O primeiro roteiro de CMOS de material 2-D, conforme apresentado nesta revisão, dá uma visão empolgante do futuro, com a primeira produção piloto a ser esperada dentro de alguns anos.