Un team di ricercatori del Forschungszentrum Jülich e dell'Istituto Leibniz per la Microelettronica Innovativa (IHP) ha sviluppato una lega semiconduttrice inedita, denominata CSiGeSn, che combina carbonio, silicio, germanio e stagno. Questa scoperta, pubblicata sulla rivista Advanced Materials, rappresenta un passo avanti significativo per l'elettronica di nuova generazione, la fotonica avanzata e la tecnologia quantistica.
La sintesi di una lega stabile composta da questi quattro elementi del Gruppo IV, noti per la loro importanza nell'elettronica e la capacità di formare reticoli cristallini stabili, è stata a lungo un obiettivo complesso a causa delle differenze nelle dimensioni atomiche e nei pattern di legame, in particolare tra carbonio e stagno. Tuttavia, utilizzando sofisticate tecniche di deposizione chimica da fase vapore (CVD) e apparecchiature all'avanguardia fornite da AIXTRON AG, i ricercatori hanno superato queste sfide, ottenendo un materiale di eccezionale qualità.
Ciò che rende la lega CSiGeSn particolarmente promettente è la sua piena compatibilità con il processo CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor), lo standard industriale per la fabbricazione di circuiti integrati. Questa sinergia con le infrastrutture di produzione esistenti facilita l'integrazione e la scalabilità della nuova tecnologia su larga scala. Il Dr. Dan Buca del Forschungszentrum Jülich ha definito questo traguardo il raggiungimento di un "sogno a lungo accarezzato: l'ultimo semiconduttore del Gruppo IV".
La versatilità del CSiGeSn consente di modulare con precisione le sue proprietà, aprendo la strada a componenti che superano le limitazioni del silicio tradizionale. Le potenziali applicazioni includono dispositivi fotonici più efficienti, circuiti quantistici per il calcolo del futuro e soluzioni innovative per la conversione di energia termoelettrica. La capacità di sintonizzare le caratteristiche ottiche e garantire la compatibilità con il silicio pone le basi per una nuova generazione di componenti integrati, scalabili e performanti.
Le tecniche di epitassia, in particolare la deposizione chimica da fase vapore (CVD), sono state cruciali per la crescita di strati cristallini con controllo atomico meticoloso, garantendo l'allineamento del reticolo e la purezza del materiale. AIXTRON AG, attraverso i suoi sistemi CVD, ha svolto un ruolo fondamentale nel rendere possibile la produzione di questi materiali avanzati, supportando la transizione dalla ricerca di laboratorio all'applicazione industriale. L'integrazione di questi nuovi materiali nei processi di fabbricazione dei chip promette di accelerare l'innovazione tecnologica, portando a dispositivi più potenti, efficienti e versatili.