Orzu Qilingan Chiplarning Dahshatli Muammosi
Uy quraylik deysizmi? Devorlar shunaqa yupqa bo‘lsinki, elektr energiyasi deyarli kerak qolmasin. Ajoyibmi? Olimlar shunga o‘xshash narsani kompyuter chipida sinab ko‘rmoqda. Ular 2D materiallar deb atalgan atom qalinligidagi moddalardan foydalanmoqda.
Yillar davomida olimlar grafen va molibden disulfid kabi materiallarga umid bog‘lashdi. Bu moddalar bilan kichik, samarali qurilmalar yasash mumkin deb o‘ylashdi. Sanoat milliardlab dollar sarflashga tayyor edi.
Keyin g‘alati narsa paydo bo‘ldi.
Mikroskopik Bo‘shliq Katta Muammo
2D materiallar yolg‘iz ishlamaydi. Ularning yoniga izolyatsiya qatlami kerak – elektr tokini himoya qiluvchi devor. Bu ikki qatlamni bir-biriga bosganda, ular chinakam teginmaydi.
Bo‘shliq paydo bo‘ladi. Faqat 0,14 nanometr. Bir oltingugurt atomi kattaroq, koronavirus esa undan 700 marta katta. Ko‘z bilan ko‘rinmaydi.
Bu kichik bo‘shliqni e’tiborsiz qoldirish mumkin deb o‘ylaysizmi? Xato.
Nega Bunchalik Kichik Bo‘shliq Shunday Katta Muammo?
Sabab – van der Val qatlamlari. Atomlar orasidagi zaif tortishish kuchi. Magnitlarni tortmasdan ushlab turishga o‘xshaydi – zaif va ishonchsiz.
Izolyatsiya va 2D materiallar faqat zaif bog‘lanadi. Shuning uchun biroz ajralib ketishadi. Bu elektr oqimini buzadi.
Kapasitiv bog‘lanish yo‘qoladi. Transistorlar – chipning asosiy kalitlari – ishlamaydi. Izolyatsiya vazifasini bajara olmaydi.
Eng yomoni: 2D material qanchalik mukammal bo‘lmasin, bu bo‘shliq zaif nuqta. Ferrari motorini velosiped zanjiriga ulashga o‘xshaydi. Qurilmalarni kichraytirish chegarasi qo‘yiladi.
Demak, Hammasi Tugadimi?
Yo‘q. Tadqiqot umid beradi.
Olimlar 2D materiallarni va izolyatsiyani alohida emas, jamoa sifatida o‘ylashlari kerak. Bu yerda “zipper materiallar” yordam beradi. Juda aqlli yechim.
Zipper materiallar izolyatsiya bilan mustahkam bog‘lanadi. Zaif van der Val o‘rniga, sichqoncha kabi yopishib qoladi. Bo‘shliq yo‘qoladi. Muammo hal bo‘ladi.
Asl Xulosam
Bu tadqiqot haqiqatni ko‘rsatdi. Olimlar faqat 2D materiallarni mukammallashtirsa, hammasi joyida bo‘ladi deb o‘ylashdi. Fizika shunday ishlamaydi. E’tiborsiz qolgan qism – qatlamlar orasidagi chegara – eng muhim bo‘lib chiqdi.
Semiconductor sanoati milliardlarni behuda sarflashdan qutular. Bunday fundamental tadqiqotlar sarlavhalarga chiqmasa ham, kerak.
Keyingi chiplar 2D materiallardan foydalanadi. Ammo aqlli dizayn bilan – barcha qismlar zipperdek mos kelishi kerak, tasodifan emas.