Учёные впервые увидели атомные дефекты внутри транзисторов…

Атомные «мышиные укусы»: как учёные впервые увидели дефекты внутри транзисторов

В мире микроэлектроники, где размеры транзисторов исчисляются десятками атомов, даже мельчайшие несовершенства могут стать причиной сбоев и утечек тока. До недавнего времени эти дефекты оставались невидимыми, их существование лишь предполагалось. Но группа исследователей из Корнеллского университета совместно с TSMC и ASM сделала прорыв: с помощью новой методики просвечивающей электронной микроскопии они впервые получили трёхмерные изображения атомной структуры внутри каналов транзисторов и увидели дефекты, названные «мышиными укусами». Это открытие может изменить подход к проектированию и производству чипов.

Эти дефекты возникают на этапе роста каналов, когда граница между материалами становится неровной. В современных чипах ширина канала может составлять всего 15–18 атомов, и даже небольшое искажение может серьёзно повлиять на движение электронов, снижая производительность и увеличивая энергопотребление. Раньше такие дефекты было невозможно увидеть, но новая методика использует электронный микроскоп с матричным детектором, разработанным в Корнелле. Он позволяет регистрировать рассеяние электронов с рекордным разрешением, восстанавливая положение отдельных атомов в сложных структурах.

Новая техника не только позволяет увидеть дефекты, но и отслеживать, как они изменяются после каждого этапа производства: травления, осаждения материалов, нагрева. Это даёт производителям мощный инструмент для диагностики и оптимизации процессов. Теперь можно не просто предполагать, где возникают проблемы, а видеть их и исправлять на ранних этапах. Это особенно важно для чипов, используемых в ИИ-центрах и серверах, где каждый лишний нанометр имеет значение.

Кроме того, открытие может быть полезно для квантовых компьютеров, где контроль над атомной структурой критичен. Даже небольшие дефекты могут разрушить когерентность кубитов, делая вычисления невозможными. Возможность видеть и контролировать структуру на атомном уровне приближает нас к созданию стабильных и надёжных квантовых систем.

Учёные подчёркивают, что их методика станет важным инструментом не только для промышленности, но и для фундаментальных исследований. Она открывает новые возможности для изучения материалов и поиска путей их улучшения. В мире, где технологии продолжают миниатюризироваться, способность видеть атомы становится не просто научным любопытством, а необходимостью.

Это открытие — важный шаг вперёд. Оно показывает, что мы начинаем понимать микромир чипов не просто математически, а визуально. И это понимание, возможно, позволит нам создавать более совершенные и надёжные процессоры. Время покажет, как новая методика повлияет на индустрию, но уже сейчас ясно: мы переходим на новый уровень контроля над атомной структурой. И это может стать основой для следующей технологической революции.

Читайте также: