Первый в мире транзистор на графеновой квантовой точке

Исследователи применяли самый узкий в мире материал, дабы создать самый мелкий в мире транзистор, в один атом толщиной и десять атомов шириной

Первый в мире транзистор на графеновой квантовой точке

Исследователи University of Manchester (Англия) и Radboud University Nijmegen (Голландия) изучили электронный транспорт в графеновых устройствах на квантовых точках. При размерах графенового островка (см. рис.) больше 100 нм таковой прибор ведет себя как5 одноэлектронный транзистор, демонстрируя эффект кулоновской блокады. При уменьшении размеров до менее 100 нм пики становятся очень сильно непериодическими, говоря о вкладе результата квантования.

При уменьшении перемычки до ширины в пара нм прибор сохраняет высокую проводимость [1].

Отличительное свойство графена – рекордно высокая подвижность носителей (и электронов, и дырок) и, как заявил один из первооткрываталей графена и участник данного опыта, Костя Новоселов, «это хорошее свойство полностью сохраняется при уменьшении графенового островка до нескольких бензольных колец, а именно это принципиально важно для молекулярной электроники в рамках классического подхода сверху-вниз («top-down»)» [2]. Еще одно ответственное значение опыта содержится в том, что исследователи изготовили множество устройств с разными размерами островков, применяя классическую микроэлектронную разработку – электронно-лучевую литографию и реактивное плазменное травление.

А Гейм (Andre Geim), второй участник опыта, заявил, что сейчас задача их исследовательской группы – получение транзисторов с размером до 10 нм (а после этого и до 1 нм), имеющих воспроизводимые чертей. "Это и имеется молекулярная электроника, применяющая подход «сверху-вниз». Ни один второй материал не разрешает изготавливать структуру меньше 100 нм, трудящуюся как одноэлектронный транзистор при комнатной температуре» – добавил Гейм.

Графеновый транзистор возможно разглядывать как одно из ответов сегодняшней фундаментальной неприятности микроэлектроники – преодоление 30-нм барьера на пути предстоящей миниатюризации электронных устройств. Интернациональная маршрутная карта выделяет на решение данной неприятности следующие 10–20 лет. Кроме трудностей воспроизведения нанометровых картинок, появляется и вторая неприятность – нестабильность материалов в элементах, имеющих размер менее 10 нм.

На данной размерной шкале все материалы, включая двуокись кремния, неуправляемо мигрируют на протяжении поверхности, подобно капле воды на тёплой плите [3]. Новоселов говорит, что графен лишен этого неприятного качества.

Новоселов, их коллеги и Гейм открыли графен 4 года назад, и он скоро стал храбрецом самого солидного числа публикаций. В большинстве случаев, так, не редкость, в случае если попадание в точку!

С.Т.К.

Графеновый полевой транзистор

Статьи, которые будут Вам интересны: