Разработана методика получения сверхчистого кремния
Одна из основных сфер применения кремния – электроника. Для данной отрасли он подходит как широко распространенный материал, что обеспечивает простоту его получения, обладающий полупроводниковыми свойствами, позволяющими проводить ток на разных уровнях в различных условиях.
Развитие и распространение электроники до современного уровня тесно связано с использованием кремния. Однако для дальнейшего развития некоторые свойства стандартного материала оказываются недостаточными. Основным ограничивающим фактором стала его чистота.
Так, перспективным направлением развития электроники являются квантовые компьютеры, отличающиеся расширенными возможностями от обычных. Кубиты, представляющие собой их элементы хранения и обработки информации, характеризуются очень высокой чувствительностью к чистоте материала и температурному режиму.
По словам автора нового исследования, для данной сферы требуется изотоп кремния-28, составляющий большую часть распространенного в природе элемента. Однако в качестве примеси он содержит кремний-29, концентрация которого составляет около 4,5%. Этот изотоп содержит в ядрах атомов по одному дополнительному нейтрону, оказывающему негативный эффект по принципу магнита.
Целью новой работы, осуществленной сотрудниками Мельбурнского и Манчестерского университетов, стал способ очистки кремния-28 от примеси кремния-29. Ученые использовали для этого ионный имплантер. Принцип воздействия состоял в направлении данным устройством луча атомов кремния-28 на компьютерный чип, замещающий на этот изотоп примеси кремния-29.
По результатам исследователям удалось сократить концентрацию нежелательной примеси с 4,5 до 0,0002%.
На основе полученных результатов ученые разработали конфигурацию ионного имплантера, на которую можно настроить стандартные устройства, используемые на производствах полупроводников.
В дальнейшем исследователи собираются испытать чипы на основе сверхчистого кремния. Они рассчитывают, что такой материал обеспечит стабильность перспективным квантовым компьютерам со множеством кубитов.
