Российские учёные создают сверхтонкие полупроводники

Исследователи из Томского государственного университета (ТГУ) первыми в России начали выращивать полупроводники из органических молекул в газовой фазе.

Главная техническая проблема производства устройств на основе органических полупроводников, созданных традиционными методами напыления, заключается в том, что они обладают низкой проводимостью, поскольку отдельные молекулы плохо взаимодействуют между собой. Решить проблему можно при помощи молекулярной эпитаксии — метода послойного нанесения, который обеспечивает химическое связывание молекул и тем самым увеличивает транспорт зарядов.

Для выращивания полупроводников в газовой фазе специалисты ТГУ применяют специальную установку, позволяющую создавать супертонкие плёнки, толщина которых в 5000 раз меньше человеческого волоса. В результате самосборки молекул получаются полупроводниковые структуры, обеспечивающие повышенное быстродействие устройств при минимальных затратах энергии.

«Реакция самосборки молекул проводится в газовой фазе. Это существенно расширяет выбор материалов для производства полупроводников, ведь испарить можно почти любое низкомолекулярное вещество. На выращивание одного монослоя уходит 15–30 минут. Из них, как из кирпичиков, можно конструировать полупроводники любой сложности», — говорит профессор Владимир Буртман.

Новая технология позволяет формировать очень прочные связи между молекулами, что значительно продлит жизнь технической аппаратуры. Для производства органических полупроводников не нужны слишком высокие температуры — достаточно 300–400 градусов Цельсия, что как минимум в два раза ниже, чем при работе с неорганическими полупроводниками.

На базе полученных полупроводниковых структур можно разрабатывать приборы молекулярной наноэлектроники, которые приведут к появлению устройств нового поколения.