Ñâåðõáûñòðûå MIM-äèîäû ïîñòàâÿò íà ïîòîê
Èññëåäîâàòåëè èç Óíèâåðñèòåòà øòàòà Îðåãîí ðåøèëè îäíó èç îñíîâíûõ ïðîáëåì â îáëàñòè ôóíäàìåíòàëüíîé íàóêè – èì óäàëîñü íàéòè äåøåâûé ñïîñîá ñîçäàíèÿ âûñîêîïðîèçâîäèòåëüíûõ ìåòàëë-äèýëåêòðèê-ìåòàëë...
Èññëåäîâàòåëè èç Óíèâåðñèòåòà øòàòà Îðåãîí ðåøèëè îäíó èç îñíîâíûõ ïðîáëåì â îáëàñòè ôóíäàìåíòàëüíîé íàóêè – èì óäàëîñü íàéòè äåøåâûé ñïîñîá ñîçäàíèÿ âûñîêîïðîèçâîäèòåëüíûõ ìåòàëë-äèýëåêòðèê-ìåòàëë (MIM) äèîäîâ.
"Èññëåäîâàòåëè ïûòàëèñü ñäåëàòü ýòî íà ïðîòÿæåíèè äåñÿòèëåòèé, íî áåç óñïåõà, - ðàññêàçûâàåò ïðîôåññîð õèìèè Äóãëàñ Êåñçëåð (Douglas Keszler). - Ñîâðåìåííûå òåõíîëîãèè ïðîèçâîäñòâà MIM-äèîäîâ äàþò áîëüøîé ïðîöåíò áðàêà è èçäåëèÿ ñ íåâûñîêîé ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ. Ýòî ãðàíäèîçíîå îòêðûòèå – òåïåðü ìû ìîæåì ïðîèçâîäèòü ýëåêòðîííûå èçäåëèÿ ñ áîëüøîé ñêîðîñòüþ è â îãðîìíûõ ìàñøòàáàõ è ïðè ýòîì ïî î÷åíü íèçêèì öåíàì, áîëåå íèçêèì, ÷åì ñòîèìîñòü ñîâðåìåííîé ýëåêòðîíèêè. Ê òîìó æå, íîâàÿ òåõíîëîãèÿ - ýòî, âîçìîæíî, åäèíñòâåííûé ñïîñîá óñòðàíèòü ñóùåñòâóþùèå îãðàíè÷åíèÿ ñêîðîñòè ïåðåìåùåíèÿ ýëåêòðîíîâ â ìàòåðèàëàõ".

MIM-äèîä èìååò ïðîñòóþ êîíñòðóêöèþ, íî èçãîòîâèòü óñòðîéñòâî ñ íóæíûìè õàðàêòåðèñòèêàìè ñëîæíî
Îáû÷íàÿ ýëåêòðîíèêà ñäåëàíà èç êðåìíèåâûõ ìàòåðèàëîâ è ðàáîòàåò íà áàçå òðàíçèñòîðîâ, êîòîðûå ïîìîãàþò óïðàâëÿòü ïîòîêîì ýëåêòðîíîâ. Îäíàêî ýòîò, ñðàâíèòåëüíî áûñòðûé (â ïëàíå ïðîèçâîäñòâà) è íåäîðîãîé ïîäõîä ïî-ïðåæíåìó îãðàíè÷åí ñêîðîñòüþ ïåðåìåùåíèÿ ýëåêòðîíîâ ÷åðåç òîêîïðîâîäÿùèå ìàòåðèàëû. È ñ ïîÿâëåíèåì âñå áîëåå áûñòðûõ êîìïüþòåðîâ è áîëåå ñëîæíûõ ïðîäóêòîâ, òàêèõ êàê æèäêîêðèñòàëëè÷åñêèå äèñïëåè, ñîâðåìåííûå òåõíîëîãèè óæå ïðèáëèæàþòñÿ ê ïðåäåëó ñâîèõ âîçìîæíîñòåé.
MIM-äèîä ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàí äëÿ âûïîëíåíèÿ òåõ æå ôóíêöèé, ÷òî è îáû÷íûå ýëåêòðîííûå êîìïîíåíòû, íî ðàáîòàåò îí ïðèíöèïèàëüíî èíà÷å. Ýòî óñòðîéñòâî ïîõîæå íà áóòåðáðîä ñ èçîëÿòîðîì â ñåðåäèíå è äâóìÿ ñëîÿìè ìåòàëëà ñâåðõó è ñíèçó. Ýëåêòðîíó íå íóæíî äîëãîå âðåìÿ ïóòåøåñòâîâàòü ïî ìàòåðèàëó – îí ïðîñêàêèâàåò ïî "òîííåëþ" MIM è ïî÷òè ìãíîâåííî ïîÿâëÿåòñÿ íà äðóãîé ñòîðîíå. Êâàíòîâî-ìåõàíè÷åñêèé ïðîöåññ òóííåëèðîâàíèÿ âîçíèêàåò, êîãäà ÷àñòèöà ñ ìåíüøåé ýíåðãèåé ñòàíîâèòñÿ ñïîñîáíîé ïðåîäîëåâàòü òåîðåòè÷åñêè íåïðåîäîëèìûé "âûñîêèé" áàðüåð - èçîëÿòîð. Ýòî ìîæíî ñðàâíèòü ñî ñíåæêîì, êîòîðûé ïðîáèâàåò áåòîííóþ ñòåíó. Íà ìàêðîóðîâíå ýòî íåâîçìîæíî, íî â êâàíòîâîé ìåõàíèêå ÿâëåíèå âîçíèêàåò. Ïðè÷åì ÷åì ìåíüøå áàðüåð è ýíåðãèÿ ÷àñòèöû, òåì áîëüøå ýôôåêò è âûøå áûñòðîäåéñòâèå òóííåëüíîãî äèîäà. Äî íåäàâíåãî âðåìåíè ñ÷èòàëîñü, ÷òî ýôôåêò òóííåëèðîâàíèÿ ìîæíî ïîëó÷èòü òîëüêî â óçêîì äèàïàçîíå õàðàêòåðèñòèê íà ãðàíèöå êîíòàêòà äâóõ ðåäêîçåìåëüíûõ ïîëóïðîâîäíèêîâ.
Êîãäà ó÷åíûå èç Óíèâåðñèòåòà øòàòà Îðåãîí âïåðâûå ïðèñòóïèëè ê ðàçðàáîòêå áîëåå ñëîæíûõ ìàòåðèàëîâ äëÿ èíäóñòðèè äèñïëååâ, îíè çíàëè, ÷òî ëó÷øå âñåãî èì ïîäîéäóò MIM-äèîäû, íî íå ìîãëè çàñòàâèòü èõ ôóíêöèîíèðîâàòü íóæíûì îáðàçîì è íàéòè ïðèåìëåìûå ñïîñîáû ìàññîâîãî ïðîèçâîäñòâà.  íàñòîÿùåå âðåìÿ îòêðûòàÿ òåõíîëîãèÿ ïîçâîëèò èñïîëüçîâàòü â ïðîèçâîäñòâå MIM-äèîäîâ áîëåå äåøåâûå è äîñòóïíûå ìåòàëëû: ìåäü, íèêåëü è àëþìèíèé. Ñóòü íîó-õàó - â èñïîëüçîâàíèè "êîíòàêòà èç àìîðôíîãî ìåòàëëà", ÷òî ïîçâîëÿåò ñîçäàâàòü MIM-äèîäû ïðè îòíîñèòåëüíî íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ äëÿ ïðîèçâîäñòâà óñòðîéñòâ íà ðàçëè÷íûõ ïîäëîæêàõ íà áîëüøèõ ïëîùàäÿõ.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ ó÷åíûå óíèâåðñèòåòà ïðîâîäÿò îïðåäåëåííóþ ïðåäâàðèòåëüíóþ ðàáîòó ïî ïðèìåíåíèþ íîâîé òåõíîëîãèè â ýëåêòðîííûõ äèñïëåÿõ, íî îíà, íàâåðíÿêà, íàéäåò ìíîæåñòâî äðóãèõ ïðèìåíåíèé.  ÷àñòíîñòè, ñòàíåò âîçìîæíûì ñîçäàíèå áûñòðîäåéñòâóþùèõ êîìïüþòåðîâ, êîòîðûå íå îãðàíè÷åíû âîçìîæíîñòÿìè òðàíçèñòîðîâ. Òàêæå âîçìîæíî ïîÿâëåíèå ñèñòåì, ñîáèðàþùèõ ýíåðãèþ, íàïðèìåð èçëó÷àåìóþ íî÷üþ çåìíîé ïîâåðõíîñòüþ.
Íîâàÿ òåõíîëîãèÿ, âîçìîæíî, ñòàíåò íîâûì ñïîñîáîì áûñòðîãî èçãîòîâëåíèÿ äåøåâîé ýëåêòðîíèêè â îãðîìíîì ìàñøòàáå.


