Необычная сапфировая пленка сделает чипы и аккумуляторы смартфонов намного эффективнее

Исследователи из Шанхайского института микросистем и информационных технологий разработали искусственные диэлектрические пластины сапфира, используя новый процесс интеркаляционного окисления. Пластины не только продлят срок службы батарей, но также откроют путь к созданию энергоэффективных чипов, пишет Interesting Еngineering.

Диэлектрические материалы, которые обычно действуют как изоляторы в чипах, теряют свою эффективность на наноуровне — это одна из причин, по которой аккумуляторы смартфонов нагреваются и располагают коротким временем автономной работы.

Созданный учеными оксид алюминия по сути представляет собой искусственный сапфир, идентичный природному сапфиру с точки зрения кристаллической структуры, диэлектрических свойств и изоляционных характеристик, может помочь в разработке энергоэффективных устройств с увеличенным временем автономной работы. По мнению исследователей, чипы, созданные с помощью этой новой технологии, могут иметь решающее значение для развития приложений искусственного интеллекта и интернета вещей.

В отличие от традиционных аморфных диэлектрических материалов, новый кристаллический сапфир может обеспечить исключительно низкую утечку на уровне всего одного нанометра. Команда вырастила монокристаллическую алюминиевую пластину, а затем вставила атомы кислорода при комнатной температуре, чтобы сформировать монокристаллический оксид алюминия толщиной всего 1,25 нанометра. Такая сапфировая пленка может быть использована для создания более эффективных двумерных схем и 2D-материалов, а также заложить основу для следующего поколения высокопроизводительных электронных устройств.

Исследователи заявили, что простота метода дает возможность легко его масштабировать до уровня промышленного производства. Технология производства и характеристики материала сапфировой пленки также были совместимы с существующими процессами на основе кремния.

Утверждается, что эта разработка станет важным шагом в применении двумерных полупроводниковых материалов в промышленных условиях. Эта революционная разработка также имеет большой потенциал для увеличения времени автономной работы смартфонов.