Создан самый маленький транзистор на сегодняшний день - «Наука и технологии»

Уже больше десятилетия идет гонка по сокращению размеров отдельных компонентов современных чипов. Ученые и инженеры выяснили, что нижним теоретическим порогом этих размеров является размер в 5 нанометров, после чего работоспособность элементов транзисторной логики будет утеряна вследствие увеличения влияния эффектов квантовой механики. И, можно сказать, что гонка, о которой упоминалось немного выше, близится к финишной черте, ведь размеры транзисторов, располагающихся на кристаллах самых современных чипов, равны 20 нанометрам, что всего в четыре раза больше теоретического предела.

Однако, исследователи из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (Lawrence Berkeley National Laboratory) бросили вызов существующим законам физики и добились успеха в этом деле. Они создали транзистор, управляющий электрод (затвор) которого имеет размер всего 1 нанометр. Для сравнения, самый тонкий человеческий волос имеет диаметр 50 000 нанометров.

Ключом к успеху в деле создания нового транзистора является использование нескольких инновационных материалов - углеродных нанотрубок и дисульфида молибдена (MoS2). Дисульфид молибдена или молибденит относится к классу двухмерных полупроводниковых материалов и он обладает огромным потенциалом для его использования в светодиодах, полупроводниковых лазерах, транзисторах, солнечных батареях и т.п.

Стандартные транзисторы имеют три электрода, сток, исток и затвор. Электрический ток течет через транзистор от стока к истоку, а управляет этим током потенциал, подаваемый на затвор. Величина и полярность этого потенциала может включить или выключить транзистор. В новом транзисторе исследователи использовали тот эффект, что электроны передвигаются в слое молибденита, встречая большее сопротивление, нежели чем в кремнии. Это, в свою очередь, мешает им совершить квантовый туннельный переход на другой электрод, что делает текущий через транзистор ток абсолютно неуправляемым.