À medida que os transistores baseados em silício enfrentam limites fundamentais de escalabilidade, a busca por alternativas revolucionárias levou a inovações em arquiteturas 3D, integração heterogênea e espessuras de corpo de semicondutores abaixo de 3 nm. No entanto, a verdadeira eficácia desses avanços reside na integração perfeita de semicondutores alternativos destinados a transistores de próxima geração. Nesta revisão, destacamos avanços-chave que melhoram tanto a escalabilidade quanto o desempenho de comutação, aproveitando materiais semicondutores emergentes. Entre os candidatos mais promissores estão os semicondutores 2D de van der Waals, isolantes de Mott e semicondutores de óxido amorfo, que oferecem não apenas propriedades elétricas únicas, mas também operação de baixo consumo e alta mobilidade de portadores. Além disso, exploramos as interações sinérgicas entre esses novos semicondutores e dieletricos de porta avançados, incluindo materiais de alta constante dielétrica, ferroelettricos e camadas de nitreto de boro hexagonal atômico. Além de introduzir essas novas configurações de materiais, abordamos desafios críticos, como corrente de fuga e confiabilidade de dispositivo a longo prazo, que se tornam cada vez mais cruciais à medida que os transistores diminuem para dimensões atômicas. Por meio de exemplos concretos que mostram o potencial desses materiais em transistores, fornecemos insights-chave sobre a superação de obstáculos fundamentais — como confiabilidade do dispositivo, limitações de redução de escala e aplicações extensas em inteligência artificial — pavimentando o caminho para o desenvolvimento de tecnologias de transistor futuras.
Lee et al. (Mon,) estudaram essa questão.