Транзистор из нанотрубки впервые победил своего кремниевого собрата

Транзистор из нанотрубки впервые победил своего кремниевого собрата

Специалисты IBM создали транзистор из одной углеродной нанотрубки. Устройство, длина которого не превышает 9 нанометров, подивило учёных – по производительности оно превзошло всех своих собратьев того же размера, в том числе транзистор кремниевый. Открытие сулит различной технике увеличением производительности при одновременном уменьшении энергозатрат.

Вот уже много лет исследователи всего мира пытаются найти практическое применение выдающимся электрическим свойствам углеродных нанотрубок. Один из вариантов – создание на их основе ультрамаленьких транзисторов, которые могли бы проявить себя даже лучше, чем кремниевые транзисторы тех же размеров.

Но годы шли, а достойного кандидата найти не удавалось. Разработчики продолжали уменьшать размеры кремниевых транзисторов, что приводило к увеличению вычислительных мощностей при том же энергопотреблении.

Однако у всякого уменьшения есть свои границы. У кремниевых транзисторов крайней отметкой считается размер в 10-11 нанометров, пишет Technology Review. Дальнейшее уменьшение усложняет контроль за движением электронов внутри кремниевого канала, за включением и выключением устройства.

Каждая компания по-своему преодолевает возникающие трудности. Так, Intel в прошлом году презентовал трёхмерный транзистор. Нестандартный подход позволил уменьшить энергозатраты, заставил транзисторы работать быстрее при более плотной их упаковке на схеме. Другие производители заявили об уплощении транзисторов.

Однако все достойные замены инженеры создавали выше той самой отметки - альтернативные транзисторы были более 10 нанометров.

На днях специалисты IBM рассказали о том, что ими был создан и опробован транзистор, в основе которого располагалась одна единственная углеродная нанотрубка длиной всего 9 нанометров. Новое устройство показало отменные характеристики, позволившее заговорить о долгожданной замене кремниевым транзисторам.

"Наши результаты показали, что у нанотрубок не просто есть соответствующий потенциал, они могут соперничать с кремнием", - говорит профессор Джон Роджерс (John Rogers) из университета Иллинойса.

Чтобы узнать, как размер нанотрубки влияет на производительность устройства, Роджерс, Аарон Франклина (Aaron Franklin) и их коллеги создали несколько транзисторов разных размеров. Чтобы на результаты исследования не повлияла разница в отдельных нанотрубках, учёные расположили все транзисторы на поверхности одной.

Для этого на слой непроводящего материала инженеры поместили нанотрубку, на концах которой в ходе двухступенчатого процесса были закреплены контакты. Опыты показали, что нанотрубочный транзистор потребляет гораздо меньше энергии, чем его "коллеги" того же размера (достаточно напряжения в 0,5 вольта). Кроме того, новое устройство может пропускать в четыре раза больше тока.

В статье в журнале Nano Letters авторы работы отмечают, что процесс пока невозможно воспроизвести в промышленных масштабах, однако для лабораторного тестирования достаточно и этого. Также, прежде чем технология будет признана пригодной для промышленного производства, предстоит решить как минимум ещё две проблемы. Отработать создание подходящих углеродных нанотрубок (в общей массе могут попадаться не только полупроводниковые, но и металлические нанотрубки, которые приводят к короткому замыканию), а также научиться располагать нанотрубки на схемах параллельно друг другу.

vesti.ru

Похожие новости:
Инженеры собрали самый гибкий транзистор на нанотрубках
Новый элемент схемы можно скомкать как листик бумаги – он не потеряет свои электрические свойства. Транзистор будет работать, даже если всю схему скомкать в руках до состояния шарика. Приятный бонус: вся схема абсолютно прозрачная. Самый гибкий в мире транзистор ..
2012-03-6 1308 0 Технология
0
64 года назад был продемонстрирован первый транзистор
Транзистор — это электронный прибор из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналом управлять током в электрической цепи. Обычно используется для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний.Первый действующий транзистор создали в 1947 году американские физики ..
2011-12-23 1574 0 Технология
0
Создан термостойкий органический транзистор
Международная группа исследователей создала гибкий транзистор, устойчивый к термическому воздействию. Статья ученых появилась в журнале Nature Communications. Органические полупроводники активно изучаются из-за своих специфических механических свойств, в частности, гибкости. Одним из основных недостатков таких полупроводников ..
2012-03-8 1558 0 Технология
0
Нанотрубки стали ионными каналами
Ученые создали нанотрубки, способные селективно пропускать отдельные ионы. По своей селективности они способны сравниться с природным белковым ионными каналами. Работаопубликована в журнале Nature Communications, ее краткое содержание приводит сайт Университета Баффало. Созданные авторами нанотрубки сильно отличаются ..
2012-07-18 1179 0 Технология
0
Ученые создали сверхбыстрые транзисторы
Новый транзистор, разработанный в Лаборатории технологий микросистем (Microsystems Technology Laboratories, MTL) Массачусетского технологического института, имеет скорость работы, в два раза превышающую скорость предыдущего варианта экспериментального германиевого транзистора, который, в свою очередь, по скорости работы превосходил ..
2013-01-11 1440 0 Технология
0
Нанотрубки повысят эффективность солнечных батарей
Исследователи из Университета Умео в Швеции обнаружили, что контролируемое размещение углеродных нанотрубок в наноструктурах создает огромный толчок в повышении производительности электронных устройств. Их новаторские результаты опубликованы в престижном журнале «Современные материалы» (Advanced Materials). Углеродные нанотрубки - цилиндрические кристаллы, состоящие ..
2014-03-20 1559 0 Технология
0
Ученые создали графеновый транзистор
Новый транзистор способной произвести революцию в технологиях получения изображений для медицинских целей и в системах безопасности был разработан на основе графена исследователями из университетов Манчестера и Ноттингема. В своей статье, опубликованной в «Nature Communications», исследователи сообщают, о создании первого транзистора с бистабильными ..
2013-05-2 1356 0 Технология
0
Углеродные нанотрубки увеличивают рост растительных культур
Исследователи заявили, что доза углеродных нанотрубок, более чем в 2 раза увеличивает темпы роста клеток растительных культур — применяемых на производстве, начиная от жизненно важных лекарств до подсластителей для красителей и духов, сообщает «WordScience.org». Это исследование, опубликованное в журнале «ACS Nano», ..
2012-04-7 1185 0 Технология
0
Нанотрубки стали основой нового типа солнечных батарей
Инженеры из Массачусетского технологического института создали новый тип фотоэлементов, в которых используются только углеродные нанотрубки и фуллерены. Работа ученых принята к публикации в журнале Advanced Materials (на момент написания заметки она была недоступна), а с ее кратким содержанием можно ознакомиться на сайте ..
2012-06-21 1543 0 Технология
0
Создан самый маленький в мире транзистор
Американские физики создали самый маленький в мире транзистор. Электронный компонент микросхем имеет длину затвора порядка одного нанометра. Посвященное этому исследование опубликовано в журнале Science.Уменьшение длины затвора было достигнуто благодаря использованию в транзисторе сульфида ..
2016-10-08 15089 0 Технология
0
Ученые создали транзистор из одной молекулы и нескольких атомов
Международная команда исследователей, в которую вошли представители Германии, Японии и США, создала транзистор из одной молекулы и нескольких атомов, используя сканирующий туннельный микроскоп. Результаты были опубликованы в журнале Nature, краткое изложение представил The Guardian. Полученный образец состоит ..
2015-07-23 4228 0 Технология
1
Физики сделали транзистор из одного атома
Международная группа ученых создала транзистор, состоящий из одного атома фосфора, размещенного на кремниевой подложке. Статья ученых появилась в журнале Nature Nanotechnology. Физики уже достаточно давно умеют манипулировать отдельными атомами. Например, с помощью сканирующего туннельного микроскопа еще в 1990 году ..
2012-02-20 1503 0 Технология
0
Создан первый транзистор на фосфорной альтернативе графена
Ученые из Мичиганского университета и Университета Пердью разработали первый в мире транзистор на фосфорене — двухмерном фосфоре. Описание устройства выложено в виде препринта в архиве Корнельского университета, кратко о нем пишет NewScientist. На основе фосфорена и сульфида молибдена ученые создали CMOS-инвертер ..
2014-01-27 1374 0 Технология
0
Углеродные нанотрубки стали основой голограммы
Инженеры из Кембриджского университета создали голограмму при помощи многостенных углеродных нанотрубок. Работа опубликована в журнале Advanced Materials, ее краткое содержание приводит сайт университета. Изображение создавалось при помощи лазера, свет которого падал на специальную голографическую подложку. На ней в особом порядке были расположены ..
2012-09-25 1050 0 Технология
0
Физики поймали рекордное переключение электричества
Учёные из Национальной ускорительной лаборатории SLAC измерили время, которое потребовалось для перевода магнетита (минерала с природными магнитными свойствами) из не проводящего состояния в проводящее. Как выяснилось, это процесс занимает всего одну триллионную долю секунды, а это в тысячу раз быстрее, чем на самых современных транзисторах. "Это ..
2013-08-2 1505 0 Технология
0