Углеродные нанотрубки впервые опередили кремний

12Сентября2016

Автор: Становой Сергей

Углеродные нанотрубки являются достаточно перспективным материалом для создания новых электронных компонентов. Однако до сих пор они еще не превосходили свои кремниевые аналоги по скорости переключения и другим параметрам, хотя и являются более эффективными в плане энергопотребления. Но теперь благодаря новым исследованиям ученых из Университета Висконсин-Мэдисон, они стали еще и более быстродействующими.

Ученые утверждают, что впервые им удалось создать транзисторы, которые по быстродействию опережают самые современные кремниевые полупроводниковые элементы.

До сих пор углеродные нанотрубки использовались учеными и исследователями так они потребляют значительно меньше энергии в процессе работы. И вот теперь наметился прорыв еще и в плане быстродействия.

Исследуя вновь созданный прототип транзистора, ученые подсчитали, что теоретически его быстродействие может быть в пять раз выше быстродействия самых современных элементов на основе кремния. При этом потребление энергии будет примерно в такое же число раз меньше. Получается, что теоретически углеродные нанотрубки, используемые в электронике, могут быть в 10 раз лучше по сравнению с кремнием. Если учитывать суммарный показатель эффективности.

Сами углеродные нанотрубки – это достаточно простые, хоть и миниатюрные структуры. Их создают из одноатомных листов графена – также достаточно перспективного материала, который сравнительно недавно стал использоваться в электронике. Уникальность нанотрубок в том, что из них можно создавать как двумерные, так и трехмерные структуры.

Правда, чтобы добиться таких результатов исследователям из Университета Висконсин-Мэдисон пришлось преодолеть ряд проблем, связанных с созданием нанотрубок. И в частности устранить появление металлических примесей, которые делают нанотрубки непригодными для работы в качестве полупроводников. Для этого они использовали технологию инкапсуляции, изолирования, а затем выравнивания углеродных нанотрубок на специальной идеально ровной подложке.

В процессе работы они довели технологию производства практически до совершенства, экспериментируя со временем, компонентами и различными вспомогательными процессами. В результате содержание металлических примесей в конечном продукте было минимально и не влияло на свойства нанотрубок.

Источник информации: Университет Висконсин-Мэдисон (http://news.wisc.edu/)