🇷🇺 Горизонты технологий. Вести из лабораторий. Перспективные материалы. 2D-пленки. Дисульфид молибдена. Россия

В МФТИ разработали технологию, которая позволит работать с двумерными материалами типа дисульфида молибдена

MoS₂ - перспективный материал, который постоянно всплывает в последние годы в зарубежных новостях микроэлектроники. Вот и в МТФИ решили сказать свое слово, нашли способ решения одной из ключевых проблем, которые мешают созданию промышленных технологий производства узлов на основе дисульфида молибдена, «двумерного» материала толщиной 0.65 нм (всего 3 атома).

Главная проблема двумерных материалов состоит в том, что при попытках подключить к тонкому слою проводника металлических контактов, полупроводник разрушается. Исследователи из МФТИ предложили «туннельный буфер» - ультратонкую прослойку из оксида титана (TiO₂) толщиной около 1 нм. Чтобы вырастить ее поверх дисульфида молибдена, поверхность обрабатывают низкоэнергетическими ионами гелия, выбивая из нее отдельные атомы серы и создавая тем самым микроскопические «вакансии», точки для сцепления с оксидом титана.

Этот подход универсален и применим к целому классу других двумерных материалов: дисульфиду вольфрама, селенидам молибдена и вольфрама. В перспективе этот подход можно будет задействовать для создания еще более миниатюрных, чем сегодняшние транзисторов, в том числе, для создания гибкой и прозрачной электроники.

Подробнее можно почитать в пресс-релизе МФТИ.

Это очень интересная разработка, результаты которой опубликованы в рецензируемом международном журнале Vacuum (doi 10.1016). Вместе с тем, стоит понимать, что это пока что, скорее, фундаментальное исследование технологии, которую вряд ли мы завтра увидим в серийном производстве.

🇺🇸 Если говорить о других интересных лабораторных исследованиях, то, например, сообщалось о том, что исследователи из Университета штата Пенсильвания в 2025 году создали первую в мире CMOS-структуру из двумерных материалов без использования кремния. Для транзисторов n-типа был задействовал дисульфид молибдена в виде двумерной пленки, а для транзисторов p-типа – диселенид вольфрама (WSe₂). В результате получился прототип, который способен выполнять базовые логические операции («И», «ИЛИ», «НЕ» и т.п.). Для его работы достаточно низкого напряжения, потребляет он очень мало энергии. Правда, есть нюанс: частота работы составила около 25 кГц - значительно медленнее, чем у современных кремниевых процессоров. В другом американском университете умеют делать из дисульфида молибдена волноводы толщиной 0.6 нм.

🇯🇵 В Японии научились растить из дисульфида молибдена почти идеальные однослойные нанотрубки диаметром около 1нм.

🇨🇳 А вот в прагматичном Китае уже подошли куда ближе к практическому использованию новых двумерных материалов. В частности, запущена первая демонстрационная линия по производству микропроцессоров из MoS₂. Речь о проекте компании Shanghai Atomic Technology. Они создали инженерную демонстрационную линию для производства микропроцессоров WUJI на основе дисульфида молибдена.

🇨🇳 В июле 2026 года запущена пилотная линия другой шанхайской компании - Yuanjiwei. Она тоже работает с 2D-материалами (в том числе с MoS₂) и поддерживает полный цикл: от подготовки двумерных материалов до проектирования, изготовления пластин и интеграции готовых микросхем. Это еще не промышленное массовое производство, но близко к тому.

🇨🇳 Есть китайские разработки чипов на основе монослоя дисульфида молибдена, которые выдерживают до 10 Мрад, без деградации параметров транзисторов.

В общем, похоже на то, что MoS₂ и другие двумерные материалы в шаге от массовых изделий и этот шаг, скорее всего, будет сделан в ближайшие годы, что сулит немалые изменения на рынке микроэлектроники.

✓ Подпишитесь на RUSmicro в Telegram | в Max