Версия для слабовидящих
Углеродные нанотрубки научились эффективно допировать Печать Email
Новости науки
20.03.2014
Углеродные нанотрубки, как знает всякий первоклассник, — один из самых перспективных материалов для микроэлектроники, но не простой, а следующего поколения. Во-первых, они уже доказали, что способны работать намного быстрее нынешних кремниевых транзисторов. А во-вторых, у них есть серьёзная проблема — надёжность.

Нынешние кремниевые микросхемы спроектированы так, чтобы даже при серьёзных сбоях в общем и целом они работали довольно сносно. Даже если питание чипов будет «гулять» (а в жизни так бывает сплошь и рядом), электроника обязана жить. Увы, с нанотрубками всё не так просто. Мягко говоря.

Новые микросхемы выглядят слегка непривычно из-за своей сминаемости. Но по надёжности и энергоэффективности не уступят обычным, превосходя их в скорости. (Фото Zhenan Bao.)


Разработчики из Стэнфордского университета (США) во главе с Чжэньань Бао (Zhenan Bao) попробовали реализовать микросхемы на углеродных нанотрубках (УНТ), которые сохраняли бы высокую надёжность в большинстве обстоятельств.

Полупроводники, как вы помните, делятся на те, в которых подводимые к материалу электроны прыгают от дырки (места без электрона) к дырке, и на те, где они же движутся сквозь электроны самого материала. Называются они соответственно p- и n-типом.

Со временем выяснилось, что микросхемы, основанные на полупроводниках этих типов (комплементарные транзисторы), работают надёжнее обычных и при этом требуют меньше энергии. Чтобы добиться создания такого транзистора на основе кремния, применялось допирование — добавление ничтожных количеств разных дополняющих веществ, которые придавали нужному фрагменту полупроводника свойства то p-типа, то n-типа.

А вот с УНТ всё не так. Две трети таких трубок — это всегда полупроводники одного типа, а остальные — другого. И никакого способа переделать, скажем, полупроводники р-типа в n-тип, по сути, нет, ибо внедрить атомы в стенку нанотрубки довольно сложно.

И тем не менее стэнфордцы нашли обходной путь. Используя созданный ими допант DMBI, они наносили его капли точно в нужные точки нанотрубок с помощью собственного варианта структурного принтера.

Исследователи сосредоточили усилия на допировании гибких вариантов УНТ-устройств, полагая, что они будут особенно полезны в гибкой электронике, подобно тому как кремний некогда стал чудо-материалом для электроники «жёсткой».

И тому есть доказательства. Скажем, в допированном виде УНТ-микросхемы работают быстрее и требуют меньше пластиковых транзисторов, а также не нуждаются в дополнительной защите от того же ультрафиолета. Фактор энергопотребления особенно важен: гибкая электроника на УНТ-транзисторах предполагается мобильной. То есть лишённой сетевого питания.

«УНТ — самый лучший вариант для долгоживущей электроники» — считает Чжэньань Бао.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Подготовлено по материалам Стэнфордского университета.

Материал подготовлен при поддержке проекта

Источник - http://compulenta.computerra.ru/tehnika/devices/10012095/

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта