חברת IBM הכריזה על פריצת דרך בסימולציות מבוססות-מחשב העוזרות להוביל טכנולוגיות שבבים לשיאים חדשים בביצועים. מספר מדענים מ-IBM הצליחו להשתמש במודלים המבוססים על מחשבי-על מתקדמים להבין לעומק התנהגות מורכבת של חומר חדש, ה-Hafnium Dioxide, הנמצא בטרנזיסטורים מסיליקון, החומר העיקרי בשבבי מחשב.
החומר החדש עומד בבסיס הטכנולוגיה החדשה של החברה, טכנולוגיית ה-High-K, המבטיחה ביצועי שבבים גבוהים יותר במחשבים ובמערכות אלקטרוניות אחרות. כעת, חברת IBM מיישמת את הטכנולוגיה ותשתמש בו במוצרים ב-2008.
תעשיית המוליכים-למחצה חיפשה זמן רב אחר חומר אשר ישמש כמבודד שער בטרנזיסטורים. החומר המשמש את התעשיה כרגע, מגביל את יכולתה לעמוד בקצב התפתחות לפי חוק מור, כלומר הכפלת מספר הטרנזיסטורים על גבי שבב כל 12-18 חודשים.
בעוד שה- Hafnium Dioxide נראה כחומר אידיאלי לשערי טרנזיסטורים מהדור הבא, אין לדעת מה תהיה השפעת הוספתו למוליכים-למחצה. אחד הפקטורים העיקריים התורם להצלחת IBM הוא סימולציות האינטראקציות בין חומר זה ברמה האטומית.
במחקר, ערכו ב-IBM סימולציות בעזרת 50 מודלים שונים של Hafnium Sillicates, חומרים הנוצרים כאשר סיליקון ו- Hafnium Dioxide מתערבבים. המודלים מכילים עד 600 אטומים וכ-5,000 אלקטרונים. סימולציה של כל המודלים במחשבי-על ארכה כ-250 יום (לעומת 700 שנים שהיה אורך חישוב כזה במחשב רגיל).
מה מיוחד בסימולציות? ובכן, היתרון של סימולציות מבוססות-מחשב היא בכך שהן וירטואליות, ולכן חופשיות מבעיות האופייניות לניסויי מעבדה, כמו השפעות תנאי ההכנה, טוהר המרכיבים או נוכחות של ריאקציות לא-רצויות. מעבר לכך, הסימולציות הללו מאפשרות לעקוב אחר פעולת כל אטום ואטום.
