Тонкие, но довольно широкие алмазные пластины, выращенные новым методом, способны стать основой электроники будущего. Так считают Хидэаки Ямада (Hideaki Yamada), Акиёси Тяяхара (Akiyoshi Chayahara) и их группа Diamond Wafer Team из института передовых прикладных наук и технологии.

Хотя совершенно чистый алмаз — изолятор, добавка определённых примесей превращает его в полупроводник, который можно использовать в построении микросхем. Огромным преимуществом такого выбора материала является очень высокая теплопроводность алмаза, позволяющая чипу работать с большими токами при простой системе охлаждения.

Проблема на пути превращения искусственных алмазов в процессоры — размер кристаллов. Их делают при помощи химического осаждения из пара (CVD) и до сих пор так могли получать лишь правильные алмазные пластинки площадью порядка квадратного сантиметра (больше — начинались дефекты).

Учёные пытались сращивать несколько алмазных пластин вместе, но различная ориентация решётки на стыках мешала хорошему соединению: приводила к появлению алмазных поликристаллов и графита и не позволяла сформировать безупречный монокристалл. А он-то является условием для превращения алмазной пластинки в микросхему с транзисторами.

Как гласит пресс-релиз института, Diamond Wafer Team разработала технологию, при которой из одного кристалла-затравки удаётся получить сразу несколько совершенно идентичных по свойствам алмазных пластинок — клонов. Последние соединяются в единый кристалл при помощи всё того же CVD.

Схема изготовления большой алмазной пластины по методике Diamond Wafer Team (иллюстрация AIST)

Японцы получили несколько пластинок площадью примерно в квадратный дюйм, составив вместе по шесть алмазных клонов в 1 см² каждый. А в течение года учёные намерены произвести пластины с размерами 5 х 5 и 7,5 х 7,5 сантиметров.

Несмотря на невзрачный вид, эти большие пластины – действительно алмазы, причём с правильной монокристаллической решёткой (фото AIST)