Ученые создали крошечный транзистор с помощью нанотрубки, который в 25 000 раз меньше ширины человеческого волоса
Международная группа исследователей с помощью уникального инструмента, вставленного в электронный микроскоп, создала транзистор, который в 25 000 раз меньше ширины человеческого волоса. В исследовании, опубликованном в журнале Science, участвуют исследователи из Японии, Китая, России и Австралии, которые работали над проектом, начавшимся пять лет назад.
Соруководитель Центра материаловедения QUT профессор Дмитрий Гольберг, возглавлявший исследовательский проект, сказал, что результатом стало «очень интересное фундаментальное открытие», которое может проложить путь к разработке крошечных транзисторов для будущих поколений передовых вычислительных устройств.
«В этой работе мы показали, что можно управлять электронными свойствами отдельной углеродной нанотрубки», — сказал профессор Дмитрий Гольберг.
Исследователи создали крошечный транзистор, одновременно применив силу и низкое напряжение, которые нагрели углеродную нанотрубку, состоящую из нескольких слоев, до тех пор, пока внешние оболочки трубки не разделились, оставив только однослойную нанотрубку.
Затем тепло и деформация изменили «хиларность» нанотрубки, что означает изменение структуры, в которой атомы углерода соединяются вместе, образуя одноатомный слой стенки нанотрубки.
В результате новой структуры, соединяющей атомы углерода, нанотрубка была преобразована в транзистор.
Члены команды профессора Гольберга из Национального исследовательского технологического университета МИСиС создали теорию, объясняющую изменения атомной структуры и свойств, наблюдаемые в транзисторе.
Исследование продемонстрировало способность манипулировать молекулярными свойствами нанотрубки для создания электрических устройств наноразмерного масштаба.
Дмитрий Гольберг сказал, что исследование, демонстрирующее фундаментальную науку о создании крошечного транзистора, было многообещающим шагом на пути к созданию микропроцессоров за пределами кремния.
Транзисторы, которые используются для переключения и усиления электронных сигналов, часто называют «строительными блоками» всех электронных устройств, включая компьютеры. Например, Apple заявляет, что чип, на котором будут работать iPhone будущего, содержит 15 миллиардов транзисторов.
Компьютерная индустрия на протяжении десятилетий была сосредоточена на разработке все меньших и меньших транзисторов, но сталкивается с ограничениями кремния.
В последние годы исследователи сделали значительные шаги в разработке нанотранзисторов, которые настолько малы, что миллионы из них могут поместиться на головку булавки.
«Миниатюризация транзисторов до нанометрового масштаба — серьезная проблема современной полупроводниковой промышленности и нанотехнологий», — сказал профессор Гольберг.
«Настоящее открытие, хотя и нецелесообразное для массового производства крошечных транзисторов, демонстрирует новый принцип изготовления и открывает новые горизонты использования термомеханической обработки нанотрубок для получения минимальных транзисторов с желаемыми характеристиками».