Созданы первые транзисторы из углеродных нанотрубок, параметры которых превосходят параметры кремниевых транзисторов - «Наука и технологии»

В течение многих лет ученые пытаются использовать уникальные свойства углеродных нанотрубок, крошечных цилиндров, углеродные стенки которых имеют одноатомную толщину, для изготовления миниатюрной и высокоэффективной электроники. Однако, несмотря на все попытки, транзисторы, изготовленные из нанотрубок, раньше проигрывали по всем параметрам традиционным транзисторам, изготовленным из кремния, арсенида галлия и других полупроводниковых материалов. И лишь недавно ученым из университета Висконсина-Мадисона (University of Wisconsin-Madison) впервые в истории удалось создать "нанотрубочные" транзисторы, которые по некоторым параметрам превосходят их кремниевые аналоги.

Транзисторы на основе углеродных нанотрубок были созданы группой, возглавляемой профессорами Майклом Арнольдом (Michael Arnold) и Падмой Гопалан (Padma Gopalan). Во время испытаний транзисторы смогли проводить через себя электрический ток, силой в 1.9 раза превосходящей силу тока, который способны проводить кремниевые транзисторы с аналогичной длиной канала, размерами и другими параметрами.

Согласно теоретическим расчетам, транзисторы из углеродных нанотрубок должны иметь набор характеристик, который минимум в пять раз превышает по всем показателям характеристики кремниевых транзисторов. Однако, для того, чтобы иметь возможность изготовления близких к идеальным транзисторов, требуются нанотрубки высокой степени чистоты, в которых отсутствуют нанотрубки, обладающие металлическими свойствами в силу дефектов их структуры. Ученым удалось решить эту проблему при помощи определенных полимерных материалов, которые выступили в роли фильтра, связавшего только металлические нанотрубки и оставив в фильтруемом растворе только нанотрубки, обладающие полупроводниковыми свойствами.

"Нам удалось подобрать особые условия, которые позволили нам избавиться от почти всех металлических нанотрубок. В результате мы получили раствор с концентрацией металлических нанотрубок меньше 0.01 процента" - рассказывает Майкл Арнольд.