Läpimurto puolijohteissa: Piin korvaaminen yhä lähempänä

Piin käyttö puolijohteiden raaka-aineena alkaa tulla tiensä päähän, kun siihen perustuvien transistoreiden kutistaminen käy yhä vaikeammaksi. Puolijohdeteollisuus etsiikin kiivaasti uudenlaisia materiaaleja piin korvaamiseksi.

Yhtenä vaihtoehtona on monesti otsikoissa vilahtanut "ihmeaine" grafeeni, jonka fysikaaliset ominaisuudet ovat kieltämättä houkuttelevia puolijohdeteollisuuden näkökulmasta. Grafeenin esteenä on kuitenkin materiaalin valmistamisen hankaluus, vaikka tänäkin vuonna on kerrottu jo muutamasta grafeenin massatuotantoon liittyvästä läpimurrosta.

Lyhyellä aikavälillä piin mahdollinen korvaaja voisi olla germanium, jota käytettiin aikoinaan ensimmäisten transistoreissa ennen kuin piin ympärille onnistuttiin luomaan toimiva transistorituotanto. Germaniumin etuna on piihin verrattuna selvästi korkeampi sähkönjohtavuus, mikä mahdollistaa aiempaa nopeampien piirien valmistuksen.

Germanium-piirien valmistuksen esteenä on kuitenkin ollut se, että alkuaineesta on onnistuttu valmistamaan kunnolla vain p-tyypin puolijohteita. Purduen yliopiston tutkija Peide Ye on kuitenkin löytänyt uuden tavan valmistaa suorituskykyisiä n-tyypin puolijohteita. Löydön ansiosta germaniumpiirejä voitaisiin tulevaisuudessa valmistaa nykyisellä CMOS-tekniikalla.

• 3D-transistori
• transistori
• Pii
• piirituotanto
• CMOS
• MOSFET
• Germanium