উন্নত উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলির "কার্যকারিতা কোড": বিরল পৃথিবী ট্রানজিস্টরগুলিকে "আরও শক্তি-কার্যকর এবং দ্রুত করে তোলে

যখন উত্পাদন প্রক্রিয়াটি 7 ন্যানোমিটারের আওতায় আসে, তখন ট্রানজিস্টরগুলির গেট ডাইলেক্ট্রিক স্তরটির বেধ 5 ন্যানোমিটারেরও কম হয় - যা 30 টি পরমাণুর সমতুল্য।এই মুহূর্তে, ঐতিহ্যগত সিলিকন ডাই অক্সাইড (SiO)₂) ডাইলেক্ট্রিক "টানেলিং এফেক্ট" এর কারণে ফাঁস হবে, "ফাঁসযুক্ত ব্যাটারির মতো" শক্তি নষ্ট করে। বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলি যোগ করা অর্ধপরিবাহীকে এই শারীরিক সীমা অতিক্রম করতে সক্ষম করেছে।

হাই-কে ডায়েলেক্ট্রিক প্রক্রিয়াটি সমাধানের মূল বিষয়। বর্তমানে হাই-কে উপাদানটি হল হাফনিয়াম অক্সাইড (এইচএফও) ।₂), কিন্তু খাঁটি HfO এর dielectric ধ্রুবক (k মান)₂এটি প্রায় ২৫, যা এখনও ৩ ন্যানোমিটার প্রক্রিয়া সমর্থন করার জন্য অপর্যাপ্ত। অতএব, দুটি বিরল পৃথিবীর উপাদান, ল্যানথানিয়াম (লা) এবং ইট্রিয়াম (ওয়াই) ডাইলেক্ট্রিক স্তরে "আমন্ত্রণ" করা হয়েছেঃল্যানথানিয়াম অক্সাইডের কয়েক এংস্ট্রোম পুরু স্তর (La₂ও₃) HfO এর পৃষ্ঠের উপর জমা হয়₂উচ্চ তাপমাত্রায় গরম করার পর, ল্যানথানিয়াম আয়নগুলি ডায়েলক্ট্রিক এবং সিলিকন এর মধ্যে ইন্টারফেসটিতে ছড়িয়ে পড়ে, "ইন্টারফেস ডাইপোল" গঠন করে,যা ট্রানজিস্টরের জন্য একটি "ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক" ইনস্টল করার মতএর মানে হল যে একই পারফরম্যান্সের অধীনে, চিপের শক্তি খরচ 30% হ্রাস করা যেতে পারে; একই শক্তি খরচ অধীনে,স্যুইচিং স্পিড ২০% বাড়ানো যায়.

এই "বিরল পৃথিবীর ক্ষমতায়ন" আরও উন্নততর ক্ষেত্রগুলিতে প্রসারিত হচ্ছে।মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে লরেন্স লিভারমোর ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি দ্বারা বিকশিত থুলিয়াম (টিএম) লেজারটি ২ টিμএম লেজার, যা EUV আলোর উৎসগুলির কার্যকারিতা বর্তমান 0.02% থেকে 0.2% পর্যন্ত বাড়িয়ে তুলবে বলে আশা করা হচ্ছে - এর অর্থ হল লিথোগ্রাফি মেশিনগুলির শক্তি খরচ 90% হ্রাস করা যেতে পারে,এবং খরচ অর্ধেক করা যাবে. 5 জি আরএফ ক্ষেত্রে, অ্যালুমিনিয়াম স্ক্যান্ডিয়াম নাইট্রাইড (AlScN) ফিল্ম, স্ক্যান্ডিয়াম (Sc) যোগ করার কারণে, খাঁটি অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড (AlN) এর তুলনায় তিনগুণ পিজো ইলেকট্রিক পারফরম্যান্স রয়েছে,তাদের BAW ফিল্টারগুলির "পারফরম্যান্স রাজা" করে তোলে এবং সরাসরি নির্ধারণ করে যে মোবাইল ফোনগুলি 5G উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে উচ্চ গতির যোগাযোগ অর্জন করতে পারে কিনা.