
Физики из Университета Висконсина создали транзистор из углеродных нанотрубок, который впервые обошел по своим характеристикам современные кремниевые транзисторы. То, что углеродные нанотрубки обладают лучшими характеристиками, чем традиционные полупроводниковые материалы, было известно давно, однако лишь сейчас ученым удалось обойти все технологические сложности и наконец создать достаточно эффективное устройство. Исследование опубликовано в журнале Science Advances, кратко о нем сообщает пресс-релиз университета.Углеродные нанотрубки представляют собой цилиндры, стенки которых состоят из одноатомного слоя углерода. Они известны благодаря своим необычным электрическим и механическим свойствам. К примеру, их даже предлагали использовать в качестве материала для космического лифта — троса от земной поверхности до геостационарной орбиты. К тому же нанотрубки обладают высокой электропроводностью и величиной критического тока (в тысячи раз больше, чем у меди). Подвижность зарядов в материале гораздо больше, чем в кремнии, что, по словам ученых, может обеспечить создание в пять раз более эффективных (или более быстрых) полупроводниковых приборов. Интересно, что в зависимости от расположения атомов углеродные нанотрубки могут обладать различными свойствами. Можно представить, что для того, чтобы получить нанотрубку, мы сворачиваем углеродный лист. Сворачивая его не параллельно краям, а под углом, мы получим нанотрубку, в которой ряды атомов углерода упорядочены по спирали. При некоторых наклонах «сворачивания» нанотрубки ведут себя как полуметаллы, при других — как полупроводники. Для создания транзисторов необходимо использовать только полупроводниковые нанотрубки, поскольку металлические включения будут обеспечивать пробой и нарушение работы приборов. Кроме того, поскольку нанотрубки могут проводить электроны лишь вдоль одного направления, внутри транзистора они должны располагаться упорядоченно. Из-за этого первые полупроводниковые приборы из нанотрубок обладали очень низкой эффективностью — на порядки хуже ожидаемой. Приблизиться к необходимым параметрам удалось лишь в устройствах с одиночной нанотрубкой.
