Фахівці IBM створили транзистор з однієї вуглецевої нанотрубки

Пристрій, довжина якого не перевищує 9 нанометрів, подивило вчених продуктивності воно перевершило всіх своїх побратимів того ж розміру, в тому числі кремнієвий транзистор. Відкриття обіцяє різній техніці збільшенням продуктивності при одночасному зменшенні енерговитрат.

Ось вже багато років дослідники всього світу намагаються знайти практичне застосування видатним електричним властивостям вуглецевих нанотрубок.

Один з варіантівстворення на їх основі ультрамаленьких транзисторів, які могли б проявити себе навіть краще, ніж кремнієві транзистори тих же розмірів.

Але роки йшли, а гідного кандидата знайти не вдавалося. Розробники продовжували зменшувати розміри кремнієвих транзисторів, що призводило до збільшення обчислювальних потужностей при тому ж енергоспоживанні.

Однак у всякого зменшення є свої межі. У кремнієвих транзисторів крайньої відміткою вважається розмір в 10-11 нанометрів, пише Technology Review.

Подальше зменшення ускладнює контроль за рухом електронів усередині кремнієвого каналу, за включенням і вимиканням пристрою.

Рис. 1. Згідно з прогнозами, вже після 2015 року компанії-виробники змушені будуть знайти альтернативу кремнієвим транзисторам (фото Aaron Franklin).

Кожна компанія по-своєму долає виникаючі труднощі. Так, Intel минулого року презентував тривимірний транзистор. Нестандартний підхід дозволив зменшити енерговитрати, змусив транзистори працювати швидше при більш щільною їх упаковці на схемі. Інші виробники заявили про уплощении транзисторів.

Проте всі достойні заміни інженери створювали вище тієї самої позначки – альтернативні транзистори були більше 10 нанометрів.

Днями фахівці IBM розповіли про те, що ними був

створений і випробуваний транзистор, в основі якого розташовувалася одна єдина вуглецева нанотрубка довжиною всього 9 нанометрів. Новий пристрій показало відмінні характеристики, що дозволило заговорити про довгоочікувану заміну кремнієвим транзисторам.

«Наші результати показали, що у нанотрубок не просто є відповідний потенціал, вони можуть змагатися з кремнієм», – говорить професор Джон Роджерс (John Rogers) з університету Іллінойсу.

Щоб дізнатися, як розмір нанотрубки впливає на продуктивність пристрою, Роджерс, Аарон Франкліна (Aaron Franklin) і їх колеги створили кілька транзисторів різних розмірів. Щоб на результати дослідження не вплинула різниця в окремих нанотрубках, учені розташували всі транзистори на поверхні одного.

Рис. 2. Рекордна пристрій можна розглянути хіба що під мікроскопом (фото Nano Letters).

Для цього на шар непровідного матеріалу інженери помістили нанотрубку, на кінцях якої в ході двоступеневого процесу були закріплені контакти. Досліди показали, що

нанотрубочный транзистор споживає набагато менше енергії, ніж його «колеги» того ж розміру (достатньо напруги в 0,5 вольта). Крім того, новий пристрій може пропускати в чотири рази більше струму.

У статті в журналі Nano Letters автори роботи відзначають, що процес поки що неможливо відтворити в промислових масштабах, проте для лабораторного тестування досить і цього.

Також, перш ніж технологія буде визнана придатною для промислового виробництва, належить вирішити як мінімум ще дві проблеми. Відпрацювати створення відповідних вуглецевих нанотрубок (у загальній масі можуть потрапляти не тільки напівпровідникові, але і металеві нанотрубки, які призводять до короткого замикання), а також навчитися розташовувати нанотрубки на схемах паралельно один одному.

Aaron Franklin D., Mathieu Luisier, Shu-Jen Han, George Tulevski, Chris M. Breslin, Lynne Gignac, Mark S. Lundstrom and Wilfried Haensch Sub-10 nm Carbon Nanotube Transistor. – Nano Lett. – DOI: 10.1021/nl203701g; Publication Date (Web): January 18, 2012.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *