Nieuwe halfgeleiders rekken het einde van silicium computerchips

Stanford-onderzoekers hebben twee nieuwe halfgeleiders geïdentificeerd die het mogelijk maken om nog kleinere computerchips te maken.

Het wordt steeds moeilijker om computerchips tegelijkertijd kleiner en sneller te maken. Met alle gevolgen van dien voor de Wet van Moore, die jarenlang luidde dat het aantal transistors in een computerchip elke twee jaar verdubbelt. 

De volgende generatie computerchips nadert diktes waarbij de elektronische schakelingen gemaakt van silicium slechts een paar atomen dik zijn. Op die kleine schaal ontstaan allerlei nieuwe problemen die de fabricage van nog dunnere chips met silicium op termijn onmogelijk maken.

Onderzoekers van Stanford hebben echter twee nieuwe halfgeleiders ontdekt die eigenschappen vertonen die vergelijkbaar zijn met die van silicium en soms zelfs beter. 

Roest

Het geheim van silicium dioxide als materiaal voor chips is roest. Roest werkt als elektrische isolatie net zoals het kunststof rond een kabel of netsnoer. De miljarden transistoren op een chip zijn als het ware schakelaars waarvan de schakelaar-onderdeeltjes van elkaar geïsoleerd moeten zijn. Andere materialen die niet roesten vergen extra isolatielagen en dat maakt het fabricageproces extra uitdagend. 

De twee nieuwe halfgeleiders hafnium diselenide and zirconium diselenide roesten, lees isoleren, zelfs beter dan silicium dioxide waardoor de elektronische circuits op de chip minder energie verbruiken. Met de nieuwe halfgeleiders kunnen circuits gemaakt worden die slechts drie atomen dik zijn. Volgens de onderzoekers betekent dat transistoren die 10 keer zo klein zijn als nu mogelijk is met silicium.

Als het lukt om deze nieuwe halfgeleiders te integreren met het huidige silicium, dan zal je als consument op termijn veel complexere functionaliteiten in de apparaten met deze chips krijgen. De chips zorgen tegelijkertijd voor een veel langere accuduur. Overigens duurt het nog wel even voordat dergelijke chips realiteit zijn, want er moet nog heel veel onderzoek gedaan worden.