La nanoelettronica partorisce il primo transistor su silicene

Alessandro Molle è uno scienziato italiano che guida un gruppo di ricercatori dell’Istituto di Microelettronica e Microsistemi del Consiglio Nazionale delle Ricerche (IMM-CNR) di Agrate Brianza e lavora in stretto contatto con Deji Akinwande, un ricercatore a capo di un team dell’Università del Texas, ad Austin.
I loro studi congiunti sul silicene sono stati pubblicati sulla rivista Nature Nanotechnology ed hanno portato alla creazione di un transistor basato appunto sul nanomateriale a base di silicio; dopo il grafene, che è privo del «gap di banda» (un intervallo di energie che gli elettroni di un dato materiale non possono assumere e che agisce da indispensabile barriera affinché lo stesso materiale si comporti da semiconduttore), è arrivato il suo alter-ego silicene. Quasi a ribadire che la «via del silicio» non è stata ancora abbandonata del tutto dal punto di vista della ricerca.
La ricerca ha visto la luce grazie al progetto europeo 2D-Nanolattices e del finanziamento ‘Laboratori congiunti’ tra CNR e l’Università del Texas, ad Austin.
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Molle, intervistato, ha dichiarato: “Il silicene è un materiale bidimensionale basato su atomi di silicio che non esiste in natura. L’attrattiva verso questo materiale è cresciuta esponenzialmente per la possibilità di integrarlo in dispositivi nanoelettronici con una miniaturizzazione estrema e per un vantaggio unico rispetto agli altri materiali bidimensionali, come il grafene: l’innata compatibilità con l’elettronica convenzionale basata su silicio … Tuttavia, la complessità del silicene e la gestione del supporto metallico finora avevano rappresentato un ostacolo insormontabile per concretizzare l’integrazione dello strato monoatomico di silicene in dispositivi”.
Entrando nello specifico poi il capo del gruppo italiano ha spiegato che: “Uno snodo critico è stato l’estrazione del silicene dal suo supporto e il suo trasferimento su una piattaforma compatibile con un dispositivo … Questo processo è avvenuto in due stadi: prima il silicene è stato coperto con un ossido protettivo (allumina) e poi è stata estratta una lamina di silicene impacchettato fra l’allumina da una parte e uno strato ultrasottile di argento dall’altra. Questa sorta di panino è stato poi capovolto su una base di ossido di silicio, lasciando l’argento solo in due zone di contatto selezionate che hanno agito da elettrodi. Al termine di questo processo, il silicene ha funzionato come canale per il trasporto di carica di un transistor ad effetto di campo, è quindi un conduttore di elettricità”.
Attualmente il silicene è risultato un nanomateriale molto instabile ma Molle è fiducioso e conclude con: “Nonostante dopo qualche minuto di esposizione il silicio sia degradato in aria, per la prima volta abbiamo dimostrato l’evidenza elettrica del silicene e questo apre a soluzioni nanotecnologiche sempre più sofisticate, quali dispositivi digitali sempre più sottili e veloci”.


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