“Galvenais atklājums”, ko izmantoja, lai nanocaurules pārvērstu par niecīgu tranzistoru – 25 000 reižu mazāku par cilvēka mata platumu

Projektēts skats uz vienas sienas nanocaurules molekulāro savienojumu ar metāla segmentiem kreisajā un labajā galā un ~ 3,0 nm ultraīsu pusvadītāju kanālu starp tiem. Kredīts: Nacionālā Zinātnes un tehnoloģijas universitāte, Maskava

Starptautiska pētnieku komanda ir izmantojusi unikālu instrumentu, kas ievietots elektronu mikroskopā, lai izveidotu tranzistoru, kas ir 25 000 reižu mazāks par cilvēka mata platumu.

Zinātnē publicētajā pētījumā piedalījās Japānas, Ķīnas, Krievijas un Austrālijas pētnieki, kuri strādāja pie projekta, kas sākās pirms pieciem gadiem.

Profesors Dmitrijs Golbergs, QUT Materiālzinātnes centra līdzdirektors, kurš vadīja pētniecības projektu, teica, ka rezultāts ir “ļoti interesants fundamentāls atklājums”, kas varētu radīt ceļu mazu tranzistoru turpmākai attīstībai progresīvu skaitļošanas tehnoloģiju nākamajām paaudzēm. ierīces.

Dmitrijs Golbergs

Profesors Dmitrijs Golbergs vadīja komandu, kas izmantoja unikālu instrumentu, kas ievietots elektronu mikroskopā, lai izveidotu tranzistoru, kas ir par 25 000 mazāku par cilvēka mata platumu. Kredīts: QUT

“Šajā darbā mēs esam parādījuši, ka ir iespējams kontrolēt vienas oglekļa nanocaurules elektroniskās īpašības,” sacīja profesors Golbergs.

Pētnieki izveidoja mazo tranzistoru, vienlaikus pielietojot jaudu un zemu spriegumu, karsējot oglekļa nanocauruli, kas sastāv no dažiem slāņiem, līdz ārējās caurules apvalki atdalās, atstājot viena slāņa nanocauruli.

Tad karstums un spriedze mainīja nanocaurules “sapīšanos”, kas nozīmē modeļa pārkārtošanos, kurā oglekļa atomi saplūst kopā, veidojot nanocaurules sienas vienu atomu slāni.

Jaunās struktūras, kas savieno oglekļa atomus, rezultāts bija tāds, ka nanocaurule tika pārveidota par tranzistoru.

Profesora Golberga komandas locekļi no Nacionālās Zinātnes un tehnoloģijas universitātes Maskavā ir radījuši teoriju, kas izskaidro tranzistorā novērotās atomu struktūras un īpašību izmaiņas.

Vadošais autors Dr Dai-Ming Tang no Starptautiskā nanomateriālu arhitektūras centra Japānā teica, ka pētījums parādīja spēju manipulēt ar nanocaurules molekulārajām īpašībām, lai izgatavotu nanoelektriskās ierīces.

READ  BC ieguldīt atjaunojamo gāzu uztveršanā Vankūveras poligonā

Dr Tang sāka strādāt pie projekta pirms pieciem gadiem, kad profesors Gulbergs vadīja pētniecības grupu šajā centrā.

“Pusvadītāja oglekļa nanocaurules ir daudzsološas energoefektīvu nanotranzistoru izgatavošanai, lai izveidotu mikroprocesorus, kas pārsniedz silīciju,” sacīja Dr. Tangs.

Tomēr atsevišķu oglekļa nanocauruļu anizotropija, kas unikāli nosaka atomu ģeometriju un elektronisko struktūru, joprojām ir grūti kontrolējama.

“Šajā darbā mēs izstrādājām un izgatavojām intramolekulāros oglekļa nanocaurules tranzistorus, mainot metāla nanocaurules segmenta vietējo kontrastu ar mehānisku karsēšanu un spiedienu.”

Profesors Golbergs sacīja, ka pētījumi, kas demonstrē fundamentālo zinātni, veidojot niecīgu tranzistoru, ir daudzsološs solis ceļā uz tādu mikroprocesoru izveidi, kas pārsniedz silīciju.

Tranzistorus, ko izmanto elektronisko signālu pārslēgšanai un pastiprināšanai, bieži sauc par visu elektronisko ierīču, tostarp datoru, “būves blokiem”. Piemēram, Apple saka, ka mikroshēmā, kas darbina nākotnes iPhone, ir 15 miljardi tranzistoru.

Datoru nozare gadu desmitiem ir koncentrējusies uz mazāku un mazāku tranzistoru izstrādi, taču tā saskaras ar silīcija ierobežojumiem.

Pēdējos gados pētnieki ir spēruši nozīmīgus soļus nanomēroga tranzistoru izstrādē, kas ir tik mazi, ka miljoniem to var ievietot tapas galviņā.

“Tranzistoru miniatūrēšana nanometru mērogā ir liels izaicinājums mūsdienu pusvadītāju un nanotehnoloģiju nozarei,” sacīja profesors Golbergs.

“Pašreizējais atklājums, lai gan tas ir nepraktisks mazu tranzistoru masveida ražošanai, demonstrē jaunu ražošanas principu un paver jaunu horizontu nanocauruļu termomehāniskās apstrādes izmantošanai, lai iegūtu mazākos tranzistorus ar vēlamajām īpašībām.”

Atsauce: Dai-Ming Tang, Sergejs V. Eruhens, Dmitrijs J. Kvašņins, Viktors A. Čens, Dons N. Futaba, Yongjia Zheng, Rong Xiang, Xin Zhou, Feng-Chun Hsia, Naoyuki Kawamoto, Masanori Mitome, Yoshihiro Nemoto, Fumihiko Uesugi, Masaki Takeguchi, Shigeo Maruyama, Hui-Ming Cheng, Lioshio Bando Pāvels B Sorokins un Dmitrijs Golbergs, 2021. gada 23. decembris. Pieejams šeit. Zinātne.
DOI: 10.1126 / science.abi8884

READ  The fastest spinning and possibly the smallest known magnet

Angelica Johnson

"Tīmekļa praktizētājs. Sašutinoši pazemīgs ēdiena entuziasts. Lepns twitter advokāts. Pētnieks."

Atbildēt

Jūsu e-pasta adrese netiks publicēta. Obligātie lauki ir atzīmēti kā *

Back to top