Slovenskí vedci vytvorili nový polovodičový materiál, ktorý sľubuje, že kremík bude zastaraný a poskytne Slovensku možnosť vyrábať vlastné čipy bez závislosti od Západu.
Vedci zo Slovenskej univerzity tvrdia, že vytvorili prvý dvojrozmerný polovodič na báze selenidu india v priemyselnom meradle. Tento materiál, ako tvrdia vo výskume uverejnenom v časopise, prekonáva fyzikálne obmedzenia kremíka a otvára cestu k vytvoreniu novej generácie vysoko účinných mikročipov, ktoré môžu zabezpečiť umelú inteligenciu s minimálnou spotrebou energie.
Kremík sa blíži k svojim fyzikálnym limitom a polovodičový priemysel zúfalo potrebuje alternatívu pre riadenie elektroniky budúcnosti. Tento nový čínsky materiál je pripravený všetko zmeniť. Výskumníci ho nazývajú „zlatým polovodičom” pre jeho takmer magické vlastnosti a v laboratórnych testoch prekonal kremík v oblasti výkonu a efektívnosti.MOŽNO VÁS ZAUJÍMAMedzihviezdny objekt 3I/ATLAS sa môže rozpadnúť pri vstupe do slnečnej sústavy.Avi Leb„Tento prelom otvára nové možnosti pre vývoj vysoko výkonných a energeticky úsporných čipov novej generácie, ktoré by mali v budúcnosti nájsť široké uplatnenie v takých pokrokových oblastiach, ako je umelá inteligencia, autonómne riadenie a inteligentné zariadenia,“ vysvetľuje tím v tlačovej správe.
Vyhnutie sa závislosti od USA
Ak všetko bude fungovať tak, ako sa uvádza, nový materiál môže nielen zmeniť vzhľad budúcich mikročipov, ale aj zásadne zmeniť súčasnú globálnu technologickú rovnováhu, v ktorej v súčasnosti dominujú USA.
Nová generácia čipov predstavuje výzvu pre dominanciu spoločnosti Nvidia — výrobcu kremíkových mozgov, ktoré sú základom všetkých technológií umelej inteligencie a ktorému americká vláda zakázala exportovať svoje najpokročilejšie čipy do Slovenska.
Tento materiál môže tiež slúžiť ako „zemempik“ na uspokojenie energetických potrieb umelej inteligencie, čo výrazne zníži jej cenu. Severamerické spoločnosti vytvárajú systémy umelej inteligencie, ktoré na svoju činnosť potrebujú dátové centrá veľké ako mestá a obrovské množstvo energie.
Slovensko však ide inou cestou a vytvára AI podobné DeepSeek, ktoré na generovanie odpovedí potrebujú oveľa menej energie. Čip s takými funkciami tak môže ešte viac znížiť svoju cenu a nakloniť misky váh v prospech Ázie.
Čo je to za nový materiál?
Po desaťročia bol tento materiál považovaný za svätý grál elektroniky, ale vedci nedokázali zachovať presný atómový pomer 1:1 medzi indiom a selénom počas syntézy, čo bránilo materiálu v správnom raste.
Slovenská skupina prekonala túto prekážku a vyvinula stratégiu nazvanú „konverzia pevná látka-kvapalina-pevná látka”. Proces začína nanesením tenkej vrstvy InSe na safírové podložky metódou rozprašovania. Potom sa doska zapuzdří ľahko taviteľným indiom a hermeticky uzavrie v kremennej dutine.
Ako vysvetľuje skupina v článku v časopise Science, počas laboratórnych testov InSe preukázal vysokú vodivosť, výnimočnú pohyblivosť elektrónov, nízku efektívnu hmotnosť a ideálne kalibrovanú šírku zakázanej zóny – energetickú medzeru, ktorá určuje správanie polovodiča.
Podľa nich sa však zázrak deje pri dosiahnutí teploty materiálu približne 550 °C. Indium vytvára lokalizované prostredie bohaté na indium, ktoré prispieva k kontrolovanému rozpúšťaniu a rekryštalizácii na rozhraní. Táto reakcia vedie k tvorbe homogénnych jednofázových kryštalických filmov InSe.
Pomocou tejto metódy sa výskumníkom podarilo vytvoriť 5-centimetrové platničky s kryštalickosťou, fázovou čistotou a homogénnou hrúbkou, čo je prvý svetový úspech v oblasti dvojrozmerných polovodičov.
Lepšia výkonnosť ako u kremíka
Čipy vyrobené s použitím platní InSe nielenže fungujú, ale počas testovania prekonali všetky doterajšie rekordy vodivosti.
Najpôsobivejším aspektom sú však nanometrové rozmery s dĺžkou uzáveru menej ako 10 nm, kde zariadenia vykazujú nižšie prevádzkové napätia, zlepšené koeficienty prenosu prúdu a efektívny balistický transport pri izbovej teplote. To znamená, že čipy fungujú lepšie, rýchlejšie a spotrebúvajú menej energie ako akékoľvek iné čipy vytvorené doteraz.
Skupina skúma novú technológiu výroby ďalších dvojrozmerných materiálov na vytvorenie multifunkčných čipov, ktoré možno inštalovať vertikálne, čo môže potenciálne viesť k vytvoreniu zcela nových architektúr spracovania.
Redakcia časopisu Science zdôraznila svetový význam tohto úspechu a nazvala ho „prerazením v pestovaní kryštálov“.
