Ученые выяснили, что ограничивает работоспособность полупроводников InGaAs

Исследователи Массачусетского технологического института обнаружили, что сплав InGaAs (арсенид индия-галлия) может быть применен для производства меньших по размеру и более энергоэффективных транзисторов, 9 декабря сообщает Techxplore.

Ранее было обнаружено, что производительность транзисторов на основе InGaAs в наноразмерных масштабах ухудшается. Но исследователи из Массачусетса показали, что это явное ухудшение не связано с внутренним свойством самого материала.

Электроны могут легко проходить через InGaAs, даже при низком напряжении. Известно, что этот материал обладает хорошими свойствами переноса электронов. Транзисторы InGaAs могут быстро обрабатывать сигналы, что потенциально приводит к более быстрым вычислениям. Кроме того, транзисторы InGaAs могут работать при относительно низком напряжении, что позволит повысить энергоэффективность компьютера. Таким образом, InGaAs может показаться перспективным материалом для компьютерных транзисторов.

Но благоприятные свойства переноса электронов в InGaAs ухудшаются при небольших размерах — наноразмерных масштабах, необходимых для создания более быстрых и плотных компьютерных процессоров. Эта проблема привела некоторых исследователей к выводу, что транзисторы на основе InGaAs просто не подходят для этой задачи.

Однако в своем исследовании ученые обнаружили, что небольшие проблемы с производительностью InGaAs частично связаны с влиянием оксидов на электронную проводимость. Это явление приводит к тому, что электроны застревают, пытаясь пройти через транзистор. Оксиды захватывают электроны и блокируют их дальнейшее движение.

Изучив частотную зависимость полупроводника, ученые выяснили, что на низких частотах свойства наноразмерных гетероструктур InGaAs деградируют. Тогда как на частотах 1 гигагерц и выше транзисторы работают просто отлично — эффект улавливания электронов оксидами не наблюдался.

Это исследование показывает, что проблема, которую нужно решить, на самом деле не заключена в структуре InGaAs. Ученые считают, что эта проблема может быть решена, и призывают подключаться других исследователей к ее изучению.