Транзистор з нанотрубки може стати альтернативою кремниевому
Відео: Наносвіт. вуглецеві нанотрубки
створили маленький транзистор з вуглецевої нанотрубки. Пристрій довжиною всього дев`ять нанометрів працює краще, ніж будь-яка інша того ж розміру.
Вже більше десяти років дослідники намагаються знайти застосування унікальним електричним властивостям вуглецевих нанотрубок. Однак довести експериментально їм це не вдавалося. Дослідники з IBM, які створили транзистор з нанотрубки, стверджують, що це перший експериментальний доказ того, що потенційно будь-який матеріал в змозі замінити кремній розміром менше 10 нанометрів.
"Наші результати показують значення нанотрубок в найбільш складному типі транзисторів", - говорить Джон Роджерс (John Rogers), професор матеріалознавства з університету штату Іллінойс в Урбана-Шампейн. За його словами, абсолютно ясно, що у нанотрубок існує потенціал стати конкурентоспроможними кремнію.
Зменшення кремнієвих транзисторів за останні кілька десятиліть призвело до зниження вартості електроніки і до більшої обчислювальної потужності при меншому енергоспоживанні. Однак кремнієві пристрої розміром в 10 нанометрів, як каже дослідник з IBM Watson Research Center в Йорктаун Хайтс (Нью-Йорк) Аарон Франклін (Aaron Franklin), були "фізичною межею". Розміром менше вже складніше контролювати рух електронів через канали кремнію, а також включення і виключення пристрою.
Для подолання цієї складності корпорація Intel оголосила в минулому році, що переходить на новий, тривимірний транзистор, розроблений для свого 22-нанометрового покоління чіпів. Інші компанії працюють з так званими транзисторами з ультратонким корпусом. Але, як з`ясовується, не важливо, який він форми, кремній залишається кремнієм, і впоратися з ним на гранично малих розмірах проблематично навіть в цих нових конструкціях.
Як заміну йому розглядалися різні матеріали, в тому числі і вуглецеві нанотрубки. При тому, що останній по суті є багатообіцяючим, до сих пір ніхто не демонстрував транзистор з вуглецевої нанотрубки розміром менше 10 нанометрів. За словами Франкліна, їх транзистор показав, що він набагато краще кремнієвого приладу.
Відео: NANOtech. Частина 9. Вуглецеві нанотрубки
Щоб перевірити, як розмір транзистора з нанотрубки позначається на його продуктивності, група Франкліна зробила кілька транзисторів різних розмірів з однією єдиною нанотрубки. Вони склали дуже тонкий шар ізолюючого матеріалу для нанотрубок. Дослідники також розробили двоетапний процес для додавання електричних воріт до нанотрубке, не пошкоджуючи її. Ці методи аж ніяк не готові до виробництва, але вони дозволили групі IBM зробити перші пристрої нанотрубок розміром менше 10 нанометрів і перевірити їх в лабораторних умовах.
Інженери IBM продемонстрували, що їх транзистор з нанотрубки споживає значно менше енергії, ніж інші транзистори такого ж розміру. Крім того, пристрій може пропускати більше струму, ніж аналогічні кремнієві пристрої, а значить і сигнал в цьому випадку буде краще.
За словами Франкліна, ще потрібно буде вирішити кілька серйозних інженерних завдань. По-перше, дослідники повинні придумати кращі способи, для отримання чистої партії напівпровідникових нанотрубок. По-друге, потрібно продумати, як розмістити велику кількість нанотрубок на ідеально рівній поверхні.
