I årtionden har techindustrin varit på en härlig vinstsvit: gör komponenterna mindre, bli rikare, upprepa. Nu har forskare vid TU Wien upptäckt att nästa stora steg – att använda 2D-material som grafen eller molybdendisulfid – kan stöta på en bokstavlig atommur. Specifikt ett glapp på cirka 0,14 nanometer, vilket är tunnare än en enda svavelatom och ungefär 700 gånger mindre än ett SARS-CoV-2-virus. Men låt dig inte luras av storleken: denna mikroskopiska tomhet kan vara den partytjuv som hindrar framtida datorchips från att krympa ytterligare.

Här är problemet, som förklaras av professorerna Mahdi Pourfath och Tibor Grasser: 2D-material är bra, men de fungerar inte ensamma. Du behöver ett isolerande lager (vanligtvis en oxid) för att göra en transistor. Och när dessa två lager möts, kramas de inte direkt. Istället hålls de samman av svaga van der Waals-krafter, vilket lämnar ett litet glapp som försvagar den kapacitiva kopplingen. Med andra ord, oavsett hur fantastiskt 2D-materialet är, blir det glappet den glädjedödare som begränsar miniatyriseringen.

Teamets forskning tyder på att många studier har varit för upptagna med att svärma över egenskaperna hos 2D-materialen själva, och ignorerat de besvärliga gränssnitten de bildar i verkliga enheter. Denna förbiseende kan leda till att halvledarindustrin blåser miljarder på metoder som, av grundläggande fysikaliska skäl, helt enkelt inte fungerar. För inget säger 'effektiv FoU' som att upptäcka ett grundläggande fel efter att pengarna redan är spenderade.

Men det finns en strimma av hopp: 'dragkedjematerial'. Dessa är system där halvledar- och isoleringsskiktet binder tätare, vilket eliminerar glappet. Forskarna säger att detta kan rädda dagen – om industrin börjar designa båda lagren tillsammans från början. Annars riskerar de att investera i en återvändsgränd. Så, läxan är tydlig: kontrollera dina atomglapp innan du skriver den stora checken.