Логическая схема из одной нанотрубки

 


Специалисты IBM T.J.Watson Research Center изготовили логические схемы всего на одной одностенной углеродной нанотрубке в полупроводниковом состоянии. Был изготовлен инвертор, который является главным элементом в современной архитектуре логических схем. Был также изготовлен кольцевой генератор, состоящий из 5 инверторов. Кольцевой генератор не используется в логике, но служит для измерения времени задержки сигнала в инверторе. Одна и та же длинная (18мкм) нанотрубка служит каналом во всех полевых транзисторах (FET).
В состав одного инвертора входит пара транзисторов, один из которых обладает электронным типом проводимости канала (n-FET), а другой - дырочным типом проводимости канала (p-FET). Логические состояния инвертора 0 и 1 соответствуют тому, что один тип транзистора находится в открытом состоянии (ON), а другой в закрытом состоянии (OFF). В этом случае протекают только малые токи утечки. Сравнительно большой ток протекает в момент переключения, когда ток открытого транзистора переключает состояние закрытого транзистора из OFF в ON, а сам переходит в состояние OFF. В кремниевых транзисторах разного типа проводимости канала добиваются разным типом легирования. Для нанотрубок используется совершенно другой прием. Для разных типов транзисторов в качестве затвора применяют металлы с различной работой выхода: в данном приборе Pd для p-FET и Al для n-FET. В одном случае на контакте с нанотрубкой уровень Ферми в ней поднимается выше края зоны проводимости, и канал наполняется электронами, в другом случае уровень Ферми опускается ниже края валентной зоны, и канал наполняется дырками. Этот прием работает для реальных металлов только благодаря тому, что ширина запрещенной зоны в нанотрубках очень мала (несколько 0.1 эВ)….

Об этом сообщает Интернет-журнал ПерсТ в своем свежем выпуске.


SPIN