1 час назад
1
Группа японских исследователей, в которую вошли специалисты Токийского университета, сообщила о создании одних из самых тонких полупроводниковых нанотрубок в мире. Их диаметр составляет всего около одного нанометра — это примерно в 100 тысяч раз тоньше человеческого волоса.
Изображение сгенерировано Gemini
Разработка считается важным шагом на пути к созданию более компактных микросхем. Кроме того, ученым удалось экспериментально подтвердить теоретические расчеты, опубликованные еще около 25 лет назад.
Главная сложность при создании подобных структур заключается в том, что сверхтонкие неорганические нанотрубки крайне трудно сделать стабильными. До сих пор большинство подобных материалов либо имели слишком большой диаметр, либо требовали дополнительных внутренних элементов, ухудшающих их свойства.
Японские ученые решили эту проблему необычным способом. В качестве своеобразной «формы» они использовали нанотрубки из нитрида бора, которые выступают изолятором и одновременно удерживают структуру. Внутри этой оболочки при нагреве формировалась сверхтонкая трубка из дисульфида молибдена (MoS2) — перспективного полупроводникового материала.
По сути, исследователи создали структуру наподобие матрешки: одна нанотрубка расположена внутри другой. Ограниченное пространство заставляет атомы выстраиваться в практически идеальном порядке, что позволяет получать материал с минимальным количеством дефектов.
Полученная конструкция хорошо подходит для так называемых транзисторов с круговым затвором (Gate-All-Around, GAA). Сегодня именно такая архитектура считается одним из самых перспективных направлений развития микроэлектроники и уже используется в самых современных процессорах.
Во время экспериментов ученые также подтвердили важное теоретическое предположение: по мере уменьшения диаметра нанотрубки изменяются ее электронные свойства. Это позволяет более гибко управлять характеристиками будущих полупроводниковых устройств.
По сравнению с кремнием новый материал обладает рядом преимуществ. Современные кремниевые чипы создаются методом травления, из-за чего на сверхмалых масштабах неизбежно появляются дефекты. Новые нанотрубки формируются практически с атомной точностью, что позволяет избежать подобных проблем.
Есть преимущества и перед углеродными нанотрубками, которые давно рассматриваются как потенциальная замена кремнию. Их свойства сильно зависят от структуры: даже небольшие отклонения могут превратить полупроводник в обычный проводник. В случае дисульфида молибдена характеристики материала остаются более стабильными и предсказуемыми, что особенно важно для промышленного производства.
Сейчас исследователи работают над увеличением длины нанотрубок — с нескольких сотен нанометров до одного микрометра и более. Также ученые планируют использовать этот подход для создания других типов наноструктур, включая материалы с магнитными и сверхпроводящими свойствами.
Если технология удастся масштабировать, она может стать одной из основ для следующего поколения сверхкомпактной электроники и процессоров.
Ранее сообщалось, что ученые из Южной Кореи создали принципиально новый транзистор из оксида цинка и теллура.
© iXBT
English (US) · 
Russian (RU) ·