По мере уменьшения и усложнения микрочипов соединяющие их металлические провода все хуже выполняют свои функции и, в конце концов, ограничивают эффективность и размер электроники. Как показали ученые из США, пленка из фосфида ниобия толщиной несколько атомов проводит электричество лучше, чем медь. Более того, эти пленки можно изготавливать при относительно низкой температуре.
Электронике с очень высокой плотностью требуются очень тонкие металлические провода с отличной электропроводностью. Когда толщина провода снижается до пары десятков нанметров, медь уже не справляется со своей задачей. Многие ученые ищут более подходящие варианты, но самые лучшие из них обладают крайне сложной кристаллической структурой, для формирования которой требуется очень высокая температура. Пленка из фисфида ниобия — первый пример некристаллических материалов, проводящие качества которых улучшаются по мере уменьшения толщины.
Фосфид ниобия — это топологический полуметалл, то есть его поверхность обладает большей электрической проводимостью, чем внутренняя часть. По мере того, как материал становится тоньше, сокращается и центральная часть. В итоге тонкая пленка фосфида ниобия оказывается более эффективным проводником электричества. При толщине менее 5 нм и при комнатной температуре фосфид ниобия оказался более эффективным проводником, чем медь, которая теряла намного больше энергии в виде тепла.
Кроме того, пленки из фосфида ниобия можно изготавливать при относительно низкой температуре 400 градусов Цельсия, которая не вредит кремниевым микрочипам, сообщает EurekAlert.
«Мы преодолеваем фундаментальное препятствие традиционных материалов вроде меди, — заявил Азир Интисар Хан, первый автор статьи. — Наши проводники из фосфида ниобия демонстрируют, что можно посылать более быстрые и эффективные сигналы через сверхтонкие провода. Это позволит повысить энергетическую эффективность будущих чипов».
