Из материала на основе теллура можно создавать самые маленькие в мире транзисторы

[Фото: eurekalert.org]

Из материала на основе редкоземельного элемента – теллура — можно создать самый маленький транзистор в мире, — пишет eurekalert.org со ссылкой на Nature Electronics.

Компьютерные чипы используют миллиарды крошечных переключателей, называемых транзисторами, для обработки информации. Чем больше транзисторов на чипе, тем быстрее работает компьютер.

Ученые из Университета Пердью в сотрудничестве с Мичиганским технологическим университетом, Вашингтонским университетом в Сент-Луисе и Техасским университетом в Далласе обнаружили, что материал, имеющий форму одномерной спирали ДНК, заключенный в нанотрубку из нитрида бора, мог бы построить полевой транзистор диаметром два нанометра. Транзисторы на рынке изготовлены из более объемного кремния и имеют размер от 10 до 20 нанометров.

«Это исследование дает больше информации об этом многообещающем материале, который может обеспечить более быстрое вычисление в сочетании с очень низким энергопотреблением при использовании крошечных транзисторов, — сказал Джо Цю — менеджер программы для Исследовательского бюро армии, входящего в состав Исследовательской лаборатории армии по развитию боевых возможностей армии США, которая финансировала эту работу. — Эта технология будет иметь важное практическое применение в армии».

«Этот материал из теллура действительно уникален. Он создает функциональный транзистор с потенциалом быть самым маленьким в мире», — говорит д-р Пейде Йе — профессор электротехнической и компьютерной инженерии из Университета Пердью.

Одним из способов уменьшения размеров полевых транзисторов, который встречается в большинстве электронных устройств, является создание затворов, которые окружают более тонкие нанопроволоки. Эти нанопроволоки находятся внутри нанотрубок.

Йе и его команда брали теллур размером всего с одну атомную цепь, а затем создавали транзисторы с этими атомными цепями или ультратонкими нанопроводами.

Они начали выращивать одномерные цепочки атомов теллура и с удивлением обнаружили, что атомы в этих одномерных цепочках покачиваются. Эти покачивания стали видимыми, благодаря просвечивающей электронной микроскопии, выполненной в Техасском университете в Далласе и в Пердью.

«Атомы кремния выглядят прямыми, но атомы теллура похожи на змей. Это очень оригинальная структура», — сказал Вы.

Атомы, прочно связанные друг с другом в пары, формировали ДНК-подобные спиральные цепи, а затем взаимодействовали через слабые силы, называемые ван-дер-ваальсовыми взаимодействиями, для образования кристалла теллура.

Эти взаимодействия Ван-дер-Ваальса выделяют теллур как более эффективный материал для одиночных атомных цепочек или одномерных нанопроволок по сравнению с другими, потому что им легче вписаться в нанотрубку.

Поскольку отверстие нанотрубки не может быть меньше размера атома, спирали атомных цепочек теллура позволяют делать нанопровода и, следовательно, транзисторы меньше по размеру.

Исследователи успешно построили транзистор с нанопроволокой теллура, заключенной в нанотрубку из нитрида бора. Высококачественная нанотрубка из нитрида бора эффективно изолирует теллур, что позволяет построить транзистор.

«Затем исследователи оптимизируют устройство для дальнейшего повышения его производительности и продемонстрируют высокоэффективную функциональную электронную схему с использованием этих крошечных транзисторов, возможно, в сотрудничестве с исследователями Исследовательской лаборатории армии», — сказал Цю.

Источник https://scientificrussia.ru/articles/iz-materiala-na-osnove-tellura-mozhno-sozdavat-samye-malenkie-v-mire-tranzistory