Современные микросхемы вроде Intel Haswell или Apple A7 SoC содержат более миллиарда транзисторов. Каждый из них подключается к контуру через медные соединения. Это значит, что в чипе размером с ноготь содержится более 100 км (!) медных проводов.
Медь — не самый идеальный материал для проводников в микросхеме. Она довольно хрупкая, сильно греется и обладает относительно высоким сопротивлением, из-за чего значительную часть энергии приходится отдавать впустую — в теплоту. Кроме того, на масштабах в несколько нанометров начинают проявлять себя неприятные квантовые эффекты.
В качестве замены медным контактам ученые давно планировали использовать графен. Но сейчас появилась еще одна альтернатива — теоретическое вещество под названием станен, представляющее собой двумерный слой атомов олова.
В научном журнале Physical Review Letters опубликована статья группы ученых из Стэнфордского университета, Института физической химии твердого тела общества Макса Планка (Германия) и университета Цинхуа (Китай). Статья содержит описание теоретически возможных свойств станена, исходя из принципов квантовой механики.
Согласно построенной модели, в двумерном слое атомов олова должен наблюдаться квантовый спиновый эффект Холла, то есть электроны смогут перемещаться с нулевым сопротивлением вдоль краев проводника.
При добавлении к станену атомов фтора (показаны желтым на иллюстрации) эффект должен сохраняться при температурах до 100°C. Это отлично подходит для компьютерных чипов, которые работают в диапазоне температур от 40°C до 90°C.
Правда, все это пока что теоретические расчеты. До практического использования станена в микросхемах придется подождать, наверное, еще не один десяток лет.
