Массивы нанотрубок как рецепт улучшения интегральных микросхем

Источник материала:

Несмотря на то, что электрические и механические свойства углеродных нанотрубок сулят невиданные доселе перспективы истосковавшейся по техническим революциям отрасли интегральной электроники, их интеграция в масштабируемые ИС пока что идет очень медленно. Например, Intel сообщала в свое время о создании чипа с соединениями из нанотрубок, число которых едва перевалило за десяток, а NEC, которой по праву первооткрывателя принадлежит патент на коммерческое использование нанотрубок, сама себе наметила срок создания первой микросхемы на их основе лишь к 2010 году.

Впрочем, последнее достижение исследователей из университетов штата Иллинойс, Lehigh и Purdue может несколько ускорить этот процесс – ученые сообщают о создании плотных массивов линейных нанотрубок в виде тонкой полупроводящей пленки. Эта пленка может быть нанесена на традиционный или не очень материал – например, на пластик, из чего можно получить, например, готовый гибкий дисплей.

Для создания массивов нанотрубок исследователи используют подложку из монокристаллического кварца, на которую наносятся полоски железных наночастиц. Железо играет роль катализатора роста углеродных нанотрубок, наносимых методом напыления. Как только нанотрубки «перерастают» полоски железа, они присоединяются к кристаллу кварца, направляющему дальнейший их рост. Получающиеся в результате массивы содержат сотни тысяч линейных нанотрубок диаметром около 1 нм и длиной до 300 мкм (в 3-5 раз толще человеческого волоса). Расстояние между нанотрубками составляет 100 нм.

Массивы ведут себя как тонкая пленка полупроводника, в которой заряд переносится вдоль каждой индивидуальной нанотрубки. В этой конфигурации, нанотрубки могут интегрироваться в интегральные микросхемы достаточно простым образом – в результате дополнительного шага напыления.

Используя массивы нанотрубок, исследователи создали и протестировали их свойства в качестве транзисторов (полевых) и даже создали на их основе логические элементы. Однако, как подчеркивает один из исследователей, массивы нанотрубок не должны будут совсем заменить кремний. Скорее, их можно будет использовать, и уже в скорейшем будущем, в некоторых частях полупроводникового чипа, где требуется высокое быстродействие или большой ток.