Il MIT pensa all'arseniuro di boro cubico per il dopo silicio: è il semiconduttore migliore di tutti?

Il MIT pensa all'arseniuro di boro cubico per il dopo silicio: è il semiconduttore migliore di tutti?

Al MIT potrebbero aver trovato il miglior materiale semiconduttore di tutti, un possibile candidato alla sostituzione del silicio nei chip elettronici: i primi test sull'arseniuro di boro cubico fanno ben sperare.

di pubblicata il , alle 11:01 nel canale Scienza e tecnologia
 

Il silicio è il materiale dell'elettronica ma, come abbiamo avuto modo di dire più volte, seppur meritevole di grande riconoscenza per tutta l'innovazione che ha permesso in questi ultimi 50 anni, non rappresenta il semiconduttore ideale e, prima o poi, dovrà farsi da parte in favore di soluzioni migliori.

Il silicio, d'altronde, ha i suoi problemi: sebbene permetta agli elettroni di muoversi facilmente nella sua struttura, non è così affabile nei confronti delle lacune, inoltre non è un grande conduttore di calore e questo richiede, come noto, sistemi di raffreddamento per evitare che si surriscaldi.

Così un team di ricercatori composto da professionisti del MIT, dell'Università di Houston e altre istituzioni ha iniziato a valutare un materiale chiamato "arseniuro di boro cubico" come possibile alternativa al silicio. I primi riscontri sono positivi, perché il materiale ha dimostrato caratteristiche migliori come un'alta mobilità di elettroni e lacune, nonché un'eccellente conducibilità termica.

Le qualità riscontrate sono così buone che, secondo i ricercatori, l'arseniuro di boro cubico è "il miglior materiale semiconduttore mai trovato e forse il migliore possibile", si legge sulle pagine del MIT. Meglio, però, non farsi prendere dall'entusiasmo. Per testare il materiale sono stati usati "metodi speciali" che hanno permesso di valutare "piccole regioni all'interno del materiale".

"Sarà necessario maggiore lavoro per determinare se l'arseniuro di boro cubico può essere prodotto in una forma pratica ed economica, tanto meno sostituire l'onnipresente silicio". Siamo solo all'inizio di un lungo percorso. Il fatto che presenti una conducibilità termica quasi 10 volte maggiore del silicio e una bandgap molto buona, oltre all'elevata mobilità di elettroni e lacune, rende il materiale meritevole di maggiori studi.

Grafene fatti più in là: il nuovo materiale delle meraviglie si chiama grafino

"Il calore rappresenta oggi un grosso collo di bottiglia per molti dispositivi elettronici. Il carburo di silicio sta sostituendo il silicio per l'elettronica di potenza nelle principali aziende di veicoli elettrici, tra cui Tesla, poiché ha una conducibilità termica tre volte superiore rispetto al silicio nonostante l'inferiore mobilità elettrica. Immagina cosa possono raggiungere gli arseniuri di boro, con una conducibilità termica 10 volte superiore e una mobilità molto più elevata rispetto al silicio. Può essere un punto di svolta", ha dichiarato il ricercatore Jungwoo Shin.

Non solo la conducibilità termica del materiale è la migliore di qualsiasi semiconduttore ma è anche la terza in senso assoluto, accanto al diamante e al nitruro di boro cubico arricchito isotopicamente.  La sfida, ora, è quella di trovare modi pratici per produrre questo materiale in quantità utilizzabili e verificare altre proprietà come ad esempio la stabilità sul lungo periodo. Insomma, dai test di laboratorio a un chip finito e funzionante c'è un mondo ancora tutto da scoprire.

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8 Commenti
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Gringo [ITF]30 Luglio 2022, 11:03 #1
Grafene fatti più in là: il nuovo materiale delle meraviglie si chiama grafino

...A bassano siamo più avanti abbiamo il Grappino !
io78bis30 Luglio 2022, 12:00 #2
Ancora non capisco perché pubblichiate certe notizie.

Capisco speculazioni su CPU/GPU di 2 generazioni future ma qui parliamo di un materiale che se non fa la fine del grafene vedremo forse tra 15anni su una CPU PoC.
robweb230 Luglio 2022, 12:19 #3
Originariamente inviato da: Gringo [ITF]
...A bassano siamo più avanti abbiamo il Grappino !


Che ridere.....
v10_star30 Luglio 2022, 13:34 #4
Originariamente inviato da: Gringo [ITF]
...A bassano siamo più avanti abbiamo il Grappino !


E i mezzi dove li lasciamo? Sul Ponte?
supertigrotto30 Luglio 2022, 16:40 #5
Originariamente inviato da: Gringo [ITF]
...A bassano siamo più avanti abbiamo il Grappino !

Ma anca la tajadela....

Però a Valdagno gavemo el biancorosso e il rosolio di Carlotto......
Malek8630 Luglio 2022, 20:27 #6
Ogni tanto si sente parlare di qualche grandiosa scoperta di nuovi materiali nel campo della tecnologia, roba che dovrebbe rimpiazzare il silicio oppure il litio... poi irrimediabilmente, non succede nulla.

Naturalmente capisco che ci voglia un sacco di tempo per passare dal R&D alla produzione, ma uno si aspetterebbe almeno qualche aggiornamento, invece niente. Non capisco se stiano muti in attesa di poter svelare un prodotto finito, oppure se questi nuovi materiali finiscono sempre per avere qualche magagna nascosta.
LMCH30 Luglio 2022, 21:08 #7
Originariamente inviato da: Malek86
Ogni tanto si sente parlare di qualche grandiosa scoperta di nuovi materiali nel campo della tecnologia, roba che dovrebbe rimpiazzare il silicio oppure il litio... poi irrimediabilmente, non succede nulla.

Naturalmente capisco che ci voglia un sacco di tempo per passare dal R&D alla produzione, ma uno si aspetterebbe almeno qualche aggiornamento, invece niente. Non capisco se stiano muti in attesa di poter svelare un prodotto finito, oppure se questi nuovi materiali finiscono sempre per avere qualche magagna nascosta.


Le magagne principali sono i costi di produzione su larga scala e con wafer sufficientemente ampi, più eventuali problemi di costo o di tossicità dei materiali necessari in produzione.

Basta pensare che IBM Research é già in grado di produrre chip a 2nm (pseudo-equivalenti a gate lineari da 2nm) ma la produzione in scala industriale a 2nm o 20Å arriverà nel 2025..2027 se va bene (e questo avendo già ben chiari i materiali, i circuiti ed i macchinari da utilizzare).

Il carburo di silicio (che é già utilizzato ed il cui utilizzo aumenterà in modo massiccio) al momento é limitato a componenti di elettronica di potenza ed al massimo a circuiti integrati molto semplici, perché realizzare un wafer SiC sufficientemente grande senza troppi difetti é ancora molto difficile.

Poi c'é da aggiungere che tutto quello che contiene arsenico é una bomba ecologica per quel che riguarda lo smaltimento, cosa che complica non poco il suo utilizzo su larga scala.
DevilsAdvocate01 Agosto 2022, 08:59 #8
Bello, ma continuo a pensare che se la fusione aneutronica (a base di Boro) sarà possibile, il boro avrà un impiego 1000 volte superiore....

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