Предложены новые способы конструирования нанокомпонент для цифровых устройств
 Предложенная учеными схема полевого транзистора из графена и золотых нанопроводов. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Графен представляет собой монослой атомов углерода, формирующих двумерную гексагональную кристаллическую решетку. С самого момента открытия в 2004 году на данный материал давно ссылаются, как на возможную альтернативу кремния в электронике будущего. Благодаря своему строению, кристаллическая решетка графена практически не задерживает свободные электроны. Соответственно, носители тока могут перемещаться по данному веществу с чрезвычайно большими скоростями, проявляя себя как релятивистские частицы без массы покоя. При этом графен обладает достаточно высокой механической прочностью.
Однако главная сложность в применении графена заключается в том, что этот полупроводник имеет нулевую ширину запрещенной зоны. Это значит, что графеновые компоненты в «чистом виде» не могут использоваться в цифровых устройствах. Запрещенную зону можно создать квантово-механическими методами. К примеру, можно сформировать фрагменты графеновой пленки менее 2 нм в размерах. Но современные литографические методы не могут справиться с этой задачей. Их разрешение ограничено значением в 10 – 20 нм. Но недавно группа ученых из University of Pennsylvania (США) предложила еще одно возможное решение этой проблемы.
Предложенная методика подразумевает создание из золотых нанопроводов, закрепленных в монослоях графена, своеобразных «бабочек» при помощи обычной литографии. Для того чтобы сформировать электрические контакты нанопроводов в систему были добавлены небольшие «капли» палладия.
Примененная пространственная конфигурация составляющих, а именно концентрация в центре устройства золотых нанопроводов, позволяет добиться отношения токов в открытом и закрытом состоянии такого транзистора на уровне 1000 при комнатной температуре. При этом палладий на контактах позволяет снизить их сопротивление, т.е. не оказывать влияния на полный результат.
По мнению ученых, подобные транзисторы могли бы быть полезны для цифровой электроники будущего. Дальнейшая работа исследовательской группы направлена на то, чтобы модифицировать процесс производства с целью создания интегральных схем, включающих подобные компоненты. Идеальной ситуацией ученые считают возможность управления атомарной структурой каждого отдельного транзистора, ведь в этом случае можно было бы точно настраивать необходимые в данной точке цепи свойства. К примеру, можно было бы управлять шириной запрещенной зоны транзистора и упомянутым выше отношением токов в открытом и закрытом состояниях. Но до подобных возможностей современным технологиям пока очень далеко.
Также по теме:
- Полевые транзисторы из графена – будущее мобильных технологий
- Высокоскоростные транзисторы на основе графена продолжают развиваться
Источники: