طوّر باحثون في جامعة فودان بشانغهاي الصينية نموذجًا أوليًا عمليًا يدمج موادًا رقيقة ذريًا مع رقائق السيليكون التقليدية، مما قد يمهد الطريق لعصر جديد في عالم الإلكترونيات.
نجح الفريق، بقيادة البروفيسور تشونسن ليو، في دمج وحدة ذاكرة ثنائية الأبعاد بسُمك طبقة واحدة مباشرةً على شريحة CMOS سيليكونية تقليدية.
وتوضح الدراسة، المنشورة في مجلة "Nature"، كيف تتغلب عملية "Atom2Chip" على هشاشة المواد ثنائية الأبعاد، مثل ثنائي كبريتيد الموليبدينوم أحادي الطبقة (MoS₂).
ابتكر الباحثون عملية متكاملة على الشريحة، تربط الطبقة ثنائية الأبعاد بسطح السيليكون غير المستوي دون إتلافها.
توضح الدراسة، أن الفريق طوّر شريحة ذاكرة فلاش NOR بسعة 1 كيلوبايت، تعمل بتردد 5 ميغاهرتز، وتنفّذ عمليات البرمجة والمسح في 20 نانوثانية فقط، مع استهلاك طاقة منخفض للغاية.
ورغم أن سعتها محدودة، إلا أن هذه الشريحة تعتبر عملية بالكامل وليست مجرد عرض تجريبي، متفوقة في الكفاءة والكثافة على نظيراتها من السيليكون التقليدي.
نحو عصر "الأنغستروم"
مع اقتراب تقنية السيليكون من حدودها الفيزيائية القصوى، تظهر المواد ثنائية الأبعاد كخيار واعد لتجاوز تلك الحدود.
لكن المشكلة الكبرى كانت دائمًا في هشاشة هذه المواد وصعوبة دمجها داخل عمليات التصنيع التقليدية.
وهنا يأتي إنجاز جامعة فودان ليقدّم حلًا عمليًا يفتح الباب أمام رقائق هجينة يمكن أن تجمع بين خفة المواد الذرية وقوة بنية السيليكون.
ويؤكد الباحثون أن هذا التقدم لا يقتصر على شرائح الذاكرة فحسب، بل يمكن توسيعه ليشمل البوابات المنطقية والمعالجات، ما قد يؤدي إلى أجهزة قابلة للارتداء فائق الرقة بعمر بطارية أطول، أو معالجات ذكاء اصطناعي أكثر برودة وكفاءة.
ورغم أن التحديات ما زالت قائمة، مثل الإنتاج التجاري الواسع وخفض التكاليف، يرى الخبراء أن هذا الإنجاز يمثّل خطوة حقيقية نحو "عصر الأنغستروم"، حيث تُبنى الرقائق على مستوى الذرات لا النانومترات.
ويختتم التقرير بالإشارة إلى أن نجاح جامعة فودان يُثبت أن القفزة التالية في عالم الحوسبة لن تكون مجرد تصغير في الحجم، بل تحول في البنية نفسها، من النانومتر إلى الذرة.”
