Molybdeenihohteesta uusi pii puolijohdeteollisuudelle?

Puolijohdeteollisuudessa mennään kokoajan pienempiin ja pienempiin viivanleveyksiin, jolloin tähän asti käytetyn piin fysikaaliset rajoiteet tulevat jatkuvasti lähemmäksi. Grafeenista on puhuttu puolijohdeteollisuuden mullistajana, mutta uudet tutkimukset osoittavat molybdeenihohteen olevan vieläkin houkuttelevampi materiaali.

Grafeenia on jo jollakin tasolla pidetty puolijohdeteollisuuden uudistavana materiaalina, mutta ainakin IBM:n mukaan se ei ole optimaalinen materiaali transistoreiden valmistukseen. Syynä on se, että grafeenissa ei ole energia-aukkoja (band gap, valenssivyön maksimin ja johtovyön minimin erotus). Aukkojen puutteen vuoksi grafeenilla valmistettujen transistoreiden energiankulutus käytössä ja lepotilassa on samaa suuruusluokkaa. IBM on valmistanut gafeenilla muutamia transistoreita, jotka ovat toimineet 100 ja 300 gigahertsin taajuuksilla.

Molybdeenihohde (MoS₂, engl. molybdenite) vaikuttaisi selvästi paremmalta materiaalilta LANES-laboratorion tutkimusten mukaan. Siitä löytyy energia-aukkoja ja rakenteensa ansiosta sillä voidaan valmistaa 0,65 nanometrin paksuisia tasoja. Nykyisin piillä päästään kahden nanometrin paksuuteen. Molybdeenihohteen ylivertaisuutta kuvastaa hyvin siitä valmistettujen transistoreiden energiankulutus lepotilassa, joka on sadastuhannesosa piillä toteutettujen transistoreiden kulutuksesta.

Tutkimukset ovat tässä vaiheessa hyvin alkuvaiheessa, joten vielä ei kannata laittaa rahaa syrjään molybdeenihohdeprosessoreita varten. Materiaalina molybdeenihohde on kuitenkin mielenkiintoinen sen ylivertaisten ominaisuuksien vuoksi, mutta myös siksi, että sitä löytyy luonnosta. Myös Suomen maaperästä löytyy kyseistä mineraalia.

• puolijohde