|
Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Университета Клемсона (Южная Каролина) установили, что специальным образом организованные углеродные нанотрубки могут с успехом заменить используемые в радиоэлектронике транзисторные схемы.
В своей работе, опубликованной в сентябрьском номере журнала Nature Materials и уже доступной платным подписчикам онлайн-версии издания, авторы исследования утверждают, что Y-образные нанотрубки демонстрируют электронные характеристики, сходные с традиционными металл-оксид-полупроводниками (МОП), используемыми для производства микропроцессоров, компьютерной памяти и других видов интегральных микросхем.
Y-образная углеродная нанотрубка. Фотография и принципиальная схема Y-транзистора (изображение с сайта www.jacobsschool.ucsd.edu)По словам руководителя работы профессора Прабхакара Бандару (Prabhakar Bandaru), его коллегам первыми удалось создать «транзистороподобную структуру, выращенную с использованием разветвленной углеродной нанотрубки». Это открытие, по словам Бандару, позволит по-новому взглянуть на проблему создания наноэлектронных устройств, сообщается в пресс-релизе Калифорнийского университета. Предполагается, что использование наноэлектронных компонентов при изготовлении микропроцессорных устройств позволит обойти выдыхающийся закон Мура, не только увеличив плотность транзисторов на квадратный сантиметр чипа еще в несколько десятков раз, но и увеличив скорость их работы.
Экспериментальные транзисторы были выращены в несколько этапов. На первом этапе ученые подготовили обычную прямую углеродную нанотрубку. На втором в рабочий раствор был добавлен железо-титановый катализатор, частицы которого вызвали рост одной дополнительной «ветки» у каждой нанотрубки. В конце концов частицы катализатора были полностью поглощены нанотрубкой, приобретшей правильную Y-образную форму.
Если такую Y-нанотрубку подключить к источнику электрического тока, то электроны, поступающие в одну из ее ветвей, пройдут по ветке, перепрыгнут через частицу катализатора и выйдут через другую ветвь. Дополнительные эксперименты, проведенные в лаборатории профессора Бандару, доказали, что перемещением электронов через Y-нанотрубку можно управлять с достаточной степенью точности, просто прикладывая определенный уровень напряжения к ее «стволу». То есть положительный заряд может усиливать поток электронов через Y-нанотрубку, давая сигнал «1», а отрицательный заряд останавливает этот поток, давая «0».
В ближайшем будущем ученые планируют провести новую серию экспериментов с катализаторами другого типа, чтобы создать наиболее пригодную для промышленного применения технологию выращивания Y-образных углеродных нанотрубок.
