Semiconduttore monomolecolare: nato il primo processore atomico a 32 bit

Una squadra di ricercatori cinesi ha recentemente annunciato la realizzazione di un processore a 32 bit basato sull'architettura RISC-V, un risultato notevole perché al posto del tradizionale silicio è stato impiegato il disolfuro di molibdeno. Questo materiale, simile al grafene nella sua struttura bidimensionale, si presenta come un foglio sottilissimo, dello spessore di una singola molecola. A differenza del grafene, però, il disolfuro di molibdeno possiede proprietà di semiconduttore.

Sebbene questo materiale avesse già trovato impiego in diverse applicazioni elettroniche dimostrative, come memorie flash e sensori di immagine, il recente sviluppo di tecniche per produrre fogli di MoS2 su larga scala, depositati su un substrato di zaffiro, ha aperto nuove prospettive. Il team di ricerca ha sfruttato questa avanzata per costruire il processore, battezzato RV32-WUJI. Le sue prestazioni attuali lo vedono operare con una velocità di clock limitata a pochi kilohertz ed è in grado di eseguire addizioni di un singolo bit alla volta. Tuttavia, grazie all'integrazione di quasi 6.000 transistor, il processore è capace di eseguire l'intero set di istruzioni RISC-V a 32 bit.

La particolarità di questo risultato risiede nell'utilizzo di un materiale bidimensionale. I materiali 2D sono caratterizzati da legami chimici che si sviluppano prevalentemente su un singolo piano. Nel caso del grafene, composto unicamente da atomi di carbonio, i legami sono complanari, rendendo la molecola spessa quanto un atomo di carbonio. Il disolfuro di molibdeno presenta una leggera differenza: l'angolo dei legami chimici non è perfettamente sul piano, creando una struttura a zig-zag che lo rende lievemente più spesso dei suoi atomi costituenti (zolfo e molibdeno).

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