Ново истражување од Унизитетот на Калифорнија во Санта Барбара покажува дека деградацијата во силициумските чипови може да започне од единечен високоенергетски електрон, а не само од долготрајно „натрупување“ на удари од многу електрони. Резултатите се објавени во списанието Physical Review B.
Тимот ја анализирал врската меѓу силициум и водород на границата силициум-оксид, клучен дел од транзисторите. Во производството, водородот се додава за да ги пасивира дефектите, но при работа на уредот понекогаш се одвојува и повторно се активираат електрични дефекти што ги влошуваат перформансите.
Според квантните симулации, критичниот момент настанува кога еден „жежок“ електрон кратко зазема претходно неидентификувана електронска состојба. Тоа ја ослабува врската Si-H и го поместува атомот на водород, што може да доведе до раскинување на врската.
Истражувачите дополнително покажуваат дека водородот во овој процес не се однесува класично, туку квантно-механички, како бранов пакет. Затоа, раскинувањето на врската се опишува преку веројатност, а не со едноставно растојание меѓу атомите.
Моделот објаснува и повеќе долгогодишни експериментални дилеми: зошто најсилна штета се јавува околу енергија од 7 електронволти, зошто ефектот е слабо зависен од температура и зошто е значително побавен кога водородот се заменува со деутериум.
Овие наоди се важни не само за класичните силициумски чипови, туку и за други полупроводнички материјали, вклучително и оние за LED и енергетска електроника. Практичната вредност е во тоа што новата квантна рамка може однапред да предвиди кои хемиски врски се најранливи, што отвора пат за подолготрајни и поотпорни електронски уреди.
