Массивы нанотрубок как рецепт улучшения интегральных микросхем

 


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 интегральные схемы пока что идет очень медленно.

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 плёнки. Эта плёнка 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 использовали подложку из монокристаллического кварца, на которую наносились полоски железных наночастиц. Железо играет роль катализатора при выращивании углеродных нанотрубок методом CVD. Как только нанотрубки «перерастают» полоски железа, они присоединяются к кристаллу кварца, направляющему их дальнейший рост. Получающиеся в результате массивы содержат сотни тысяч линейных нанотрубок диаметром около 1 нм и длиной до 300 мкм. 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 свойства полевых транзисторов и даже создали на их основе логические элементы. Однако, как подчеркивает Джон Роджерс (John A. Rogers), один из соавторов работы, массивы нанотрубок не должны будут совсем заменить кремний. Их можно будет использовать в некоторых частях полупроводникового чипа, где требуется высокое быстродействие или большой ток.

Нанотехнологическое сообщество