De wet van Moore is een empirische suggestie die stelt dat het aantal transistors om de paar jaar verdubbelt in geïntegreerde schakelingen (IC's). Echter, De wet van Moore begint te falen omdat transistors nu zo klein zijn dat de huidige op silicium gebaseerde technologieën geen verdere mogelijkheden voor krimp bieden.

Een mogelijkheid om de wet van Moore te omzeilen, is door gebruik te maken van tweedimensionale halfgeleiders. Deze tweedimensionale materialen zijn zo dun dat ze de voortplanting van vrije ladingsdragers mogelijk maken, namelijk elektronen en gaten in transistoren die de informatie dragen, langs een ultradun vlak. Deze opsluiting van ladingsdragers kan potentieel het schakelen van de halfgeleider heel gemakkelijk mogelijk maken. Het maakt ook directionele paden voor de ladingsdragers mogelijk om te bewegen zonder verstrooiing, wat leidt tot een oneindig kleine weerstand voor de transistors.

Dit betekent dat in theorie de tweedimensionale materialen kunnen resulteren in transistors die geen energie verspillen tijdens hun aan/uit-schakeling. theoretisch, ze kunnen zeer snel schakelen en ook uitschakelen naar absolute nulweerstandswaarden tijdens hun niet-operationele toestanden. Klinkt ideaal, maar het leven is niet ideaal! In werkelijkheid, er zijn nog veel technologische barrières die moeten worden overwonnen om zulke perfecte ultradunne halfgeleiders te maken. Een van de barrières met de huidige technologieën is dat de afgezette ultradunne films vol korrelgrenzen zitten, zodat de ladingsdragers ervan worden teruggekaatst en dus het weerstandsverlies toeneemt.

Een van de meest opwindende ultradunne halfgeleiders is molybdeendisulfide (MoS ₂ ) die de afgelopen twee decennia het onderwerp is geweest van onderzoek naar zijn elektronische eigenschappen. Echter, het verkrijgen van zeer grootschalige tweedimensionale MoS ₂ zonder korrelgrenzen is bewezen een echte uitdaging te zijn. Met behulp van alle huidige grootschalige depositietechnologieën, graangrensvrije MoS ₂ die essentieel is voor het maken van IC's, is nog met acceptabele volwassenheid bereikt. Echter, nu onderzoekers aan de School of Chemical Engineering, University of New South Wales (UNSW) heeft een methode ontwikkeld om dergelijke korrelgrenzen te elimineren op basis van een nieuwe depositiebenadering.

"Dit unieke vermogen werd bereikt met behulp van galliummetaal in vloeibare toestand. Gallium is een verbazingwekkend metaal met een laag smeltpunt van slechts 29,8 graden C. Het betekent dat het bij een normale kantoortemperatuur vast is, terwijl het in een vloeistof verandert wanneer het in de palm van iemands hand wordt geplaatst. Het is een gesmolten metaal, dus het oppervlak is atomair glad. Het is ook een conventioneel metaal, wat betekent dat het oppervlak een groot aantal vrije elektronen levert voor het vergemakkelijken van chemische reacties, "Mevrouw Yifang Wang, zei de eerste auteur van het artikel.

"Door de bronnen van molybdeen en zwavel naar het oppervlak van vloeibaar galliummetaal te brengen, we waren in staat om chemische reacties te realiseren die de molybdeen-zwavelbindingen vormen om de gewenste MoS . vast te stellen ₂ . Het gevormde tweedimensionale materiaal wordt op een atomair glad oppervlak van gallium gegoten, dus het is van nature genucleëerd en korrelgrensvrij. Dit betekent dat door een tweede stap gloeien, we waren in staat om MoS . met een zeer groot oppervlak te verkrijgen ₂ zonder korrelgrens. Dit is een zeer belangrijke stap voor het opschalen van deze fascinerende ultragladde halfgeleider."

De onderzoekers van UNSW zijn nu van plan hun methoden uit te breiden naar het maken van andere tweedimensionale halfgeleiders en diëlektrische materialen om een ​​aantal materialen te creëren die kunnen worden gebruikt als verschillende onderdelen van transistors.