باحثون يصنعون رقائق ذاكرة بسماكة 10 ذرات للأجهزة
لقد طور العلماء رقاقة ذاكرة عاملة بسماكة 10 ذرات فقط، مدمجة مع الرقائق التقليدية لتعزيز التخزين المحتمل في الهواتف الذكية وغيرها من الإلكترونيات. النموذج الأولي، المصنوع من مواد ثنائية الأبعاد، يعالج الحدود في تكديس الرقائق الحالي. رغم وعده، يشير الخبراء إلى أنه بعيد عن الاستعداد التجاري.
بعد عقود من تقليص مكونات الحواسيب لتناسب عشرات المليارات من الترانزستورات في مناطق بحجم مسمار الإصبع، تظل أقراص الرقائق سميكة نسبيًا، مما يحد من عدد الطبقات التي يمكن تكديسها لزيادة التعقيد. لقد لجأ الباحثون إلى مواد ثنائية الأبعاد مثل الغرافين—طبقة واحدة من ذرات الكربون—لدفع الحدود أبعد.
حتى الآن، سمحت مثل هذه المواد فقط بتصاميم رقائق بسيطة، مع تحديات في ربطها بمعالجات تقليدية. لقد تغلب تشونسن ليو في جامعة فودان في شنغهاي وزملاؤه على ذلك بدمج رقاقة ثنائية الأبعاد بسماكة 10 ذرات مع تقنية CMOS، المعيار في الحواسيب الحديثة. أدخلوا طبقة من الزجاج بين الرقائق لتلطيف السطح الخشن الناتج عن تصنيع CMOS، خطوة تتطلب التصنيع الصناعي للإنتاج الضخم.
أظهر وحدة الذاكرة النموذجية أكثر من 93 في المئة دقة في اختبارات المختبر، مما يمثل إثبات مفهوم لكنه يقصر في الموثوقية اللازمة لأجهزة الاستهلاك. "هذه تقنية مثيرة للاهتمام للغاية مع إمكانيات هائلة، لكنها لا تزال بعيدة عن الجاهزية التجارية،" يقول ستيف فوربر في جامعة مانشستر، المملكة المتحدة.
يبرز كاي شو في كينغز كوليدج لندن كيف يسبب تقليص رقائق السيليكون أكثر تسرب الإشارة في المكونات الضيقة. يمكن للطبقات الأرق من المواد ثنائية الأبعاد التخفيف من ذلك من خلال تمكين سيطرة أكثر توازنًا على البوابة وتقليل التسرب. "لقد واجه السيليكون عقبات بالفعل،" يقول شو. "قد يتمكن المادة ثنائية الأبعاد من التغلب على تلك التأثيرات. إذا كانت رقيقة جدًا، يمكن أن تكون السيطرة على البوابة أكثر توازنًا، أكثر كمالًا، لذا أقل تسربًا."
التفاصيل في مجلة Nature (DOI: 10.1038/s41586-025-09621-8).