Xác định giới hạn của chip silicon

Các thành phần của một silicon chip.

Muốn xử lý thông tin nhanh, các chip nhỏ cần giải phóng nhiều điện tử. Để thoả mãn yêu cầu này, người ta thường ghép vào cấu trúc tinh thể của silic các nguyên tử lạ, như Antimon hoặc Bor.

Lần đầu tiên các nhà khoa học Mỹ đã quan sát được hoạt động của các nguyên tử lạ này và chỉ ra giới hạn của silicon chip.

"Việc ghép các nguyên tử lạ vào cấu trúc tinh thể silic đang trở thành vấn đề lớn trong ngành công nghiệp bán dẫn", ông Paul Peercy, Đại học Wisconsin (Mỹ), nói. Nhóm khoa học của Peery đã dùng kỹ thuật từ tính, lôi kéo các điện tử của nguyên tử Antimon một lực mạnh gấp 9 lần so với vào các điện tử của nguyên tử silic. Bằng cách này, họ đã quan sát được số lượng và vị trí của các nguyên tử Antimon trong cấu trúc tinh thể của silicon chip.

Theo quan sát của Peery, mật độ điện tích của silicon chip không lớn hơn mức 7.10²⁰ điện tử trên một centimét khối. Nguyên nhân của giới hạn này là nhiều nguyên tử Antimon trong cấu trúc silic kết hợp lại với nhau. Vì thế, không phải bất kỳ nguyên tử Antimon nào cũng tạo ra điện tử tự do như mong muốn, mà phải một nhóm nhiều nguyên tử gộp lại mới cung cấp được một điện tử như vậy.

Các nhà khoa học hy vọng có thể tìm ra phương pháp khắc phục hiện tượng này, bằng cách bắt các nguyên tử Antimon ghép vào luôn đứng ở các mắt xích độc lập trong cấu trúc. Nếu làm được như vậy, các nguyên tử Antimon có thể phát huy hết tác dụng, nâng cao hiệu suất của chip. Tương tự, người ta cũng có thể làm với cấu trúc tinh thể silic ghép các nguyên tử Bor.

Minh Hy (theo dpa)