węglowe nanorurki

Naukowcy opracowali nową metodę produkcji tranzystorów z węglowych nanorurek

Postępująca miniaturyzacja w przemyśle elektronicznym zmusza producentów do tworzenia coraz mniejszych tranzystorów. Niestety, krzem z których są produkowane ma swoje ograniczenia. Dalszy postęp wymagać będzie prawdopodobnie przejścia na tranzystory z węglowych nanorurek.

— Miniaturyzacja tranzystorów do skali nanometrowej to wielkie wyzwanie współczesnego przemysłu półprzewodnikowego i nanotechnologii – mówi profesor Dmitri Golberg, który kierował projektem badawczym.

W ramach tego projektu, międzynarodowemu zespołowi naukowców udało się stworzyć tranzystor, który jest 25 tys. razy mniejszy niż szerokość ludzkiego włosa. Cały proces wykorzystuje jednoczesne przyłożenie siły i niskiego napięcia – oba te czynniki są w stanie podgrzać węglową nanorurkę do tego stopnia, że zrzuca ona swoje zewnętrzne warstwy aż do momentu, w którym zostaje ta ostania, o grubości jednego atomu węgla.

Półprzewodniki z węglowych nanorurek pozwolą nam na jeszcze większą miniaturyzację elektroniki

Do tego, ciepło i odpowiedni stopień nacisku były w stanie zmienić chiralność węglowej struktury (tak nazywają ten proces sami naukowcy), czyli zmienić układ tworzących ją atomów węgla. I tak właśnie nanorurka została przekształcona w tranzystor.

Główny autor badania, dr Dai-Ming Tang z Międzynarodowego Centrum Nanoarchitektury Materiałowej w Japonii, powiedział, że metoda ta wykazuje zdolność do manipulowania właściwościami molekularnymi nanorurek, co pozwala na produkowanie nowych urządzeń elektrycznych w nanoskali.

— Półprzewodzące nanorurki węglowe są obiecujące w produkcji energooszczędnych nanotranzystorów do budowy mikroprocesorów poza krzemem. Wielkim wyzwaniem nadal pozostaje jednak kontrolowanie chiralności poszczególnych nanorurek węglowych, które w unikalny sposób determinują geometrię atomową i strukturę elektronową – tłumaczy Tang.

Z dotychczasowych badań nad nanorurkami węglowymi wynika, że wykonane z nich tranzystory są ok. 10 razy bardziej efektywne, jeśli chodzi o zużycie energii. Układy produkowane w oparciu o ten materiał byłyby nie tylko o wiele mniejsze, ale również bardziej wydajne. Tyle teorii.

Reklama

Czytaj również: Inżynierowie wygenerowali prąd z dwóch nanorurek węglowych

W praktyce jednak węgiel pozostaje nadal zbyt problematycznym materiałem do produkcji półprzewodników – nanorurki produkowane w sposób masowy mają zbyt wiele defektów, żeby móc realnie posłużyć do produkcji elektroniki. Ktoś, kto ulepszy ten proces lub opracuje nową, lepszą metodę masowej produkcji tego typu półprzewodników przejdzie do historii.