Il Molibdenite squalifica il Grafene come sostituto del Silicio

Dopo la rivelazione di IBM che è riuscita a creare dei transistor ai nanotubi di carbonio da 9 nm, anche la Svizzera porta il suo ingegno verso il mondo dei transistor e dei computer. Questa volta utilizzando un altro materiale, né il silicio, né il carbonio e neanche il grafene, semplicemente il molibdenite. I ricercatori della Swiss Federal Institute of Technology hanno scoperto e creato dei circuiti integrati utilizzando un singolo atomo di molibdenite, una sostanza simile al grafene. Come sostanza, il molibdenite ha delle caratteristiche simili al silicio, però i singoli fogli del materiale sono spessi solo 0,65 nm, ciò significa che può essere utilizzato per creare chip molto piccolo, con transistor molto potenti, piccoli e ad alta efficienza.

Prima di iniziare con la notizia vera e propria, ricordiamo che il mondo della tecnologia sta facendo passi da gigante, dai supercomputer ai dispositivi più piccoli, come appunto i transistor di IBM, o gli ultimi chip mobile di Intel, Medfield. Dobbiamo solo aspettare l’adozione di massa prima di beneficiare di tutte queste innovazioni tecnologiche.

Il molibdenite è un minerale, solfuro di molibdeno, ed è anche simile alla grafite. Come la grafite, ha una forma stratificata cristallina che lo rende ottimo per poter produrre un solo atomo in strati. Subito dopo il grafene che viene ottenuto in laboratorio dalla grafite, il molibdenite viene creato utilizzando la stessa tecnica – ciò significa che non bisogna adottare nuovi metodi in laboratorio per ottenere il molibdenite.

Il grafene è un materiale meraviglioso, anche il più straordinario mai scoperto, forse le soluzioni più conosciute a base di grafene sono le super batterie che durano 10 volte di più, e il recentemente scoperto filtro per l’acqua perfetto, tra le altre cose. Ma, purtroppo, non possiede una delle caratteristiche più importanti dei semiconduttori: una Banda proibita. I semiconduttori, per definizione, a volte isolano e talvolta conducono, a seconda di quanta tensione passa. La differenza di tensione necessaria per passare da stato di isolante a conduttore si chiama Banda proibita, o in inglese bandgap; bene, il grafene non ne possiede uno. Il molibdenite, dall’altra parte, ha una Banda proibita di 1,8 Elettronvolt, simile ai chip di silicio che troviamo in tutti i computer con 1,12 Elettronvolt.

Per trasformare questo materiale in un transistor, i ricercatori svizzeri hanno creato dei fogli di atomi di molibdenite su un Wafer (una sottile fetta di materiale semiconduttore) di silicio, e quindi hanno collegato ogni bit ad un minuscolo elettrodo d’oro con ossido di afnio (high-k dielectric, un dielettrico costante usato nei chip con il silicio). Nella foto sopra possiamo vedere il molibdenite all’opera con la formula chimica MoS2.

In sostanza, ciò significa che il molibdenite diventerà una valida alternativa quando verrà raggiunto il limite fisico del silicio. Ma, come già riportato in altri post, eliminare completamente il silicio non sarà un’impresa facile, considerando che società come Intel investono centinaia di milioni di dollari nel silicio. Per ora, Intel e altre grandi dei semiconduttori e chip devono iniziare a guardare oltre il silicio, perché ancora per pochi anni il silicio conterà qualcosa nel mondo, rispetto al grafene e i nanotubi di carbonio. In ogni caso, è bello sapere che oggi, abbiamo praticamente la tecnologia per costruire dei transistor a 1nm da incorporare nei chip dei computer.

Chissà come saranno i processori costruiti con i transistor di molibdenite a 1nm.