Коллектив исследователей из Токийского университета объявил о синтезе уникальных полупроводниковых нанотрубок, диаметр которых составляет всего один нанометр. Для сравнения: этот показатель в 100 тысяч раз меньше толщины человеческого волоса, что делает разработку одной из самых миниатюрных в мировой практике.
Данное достижение открывает новые горизонты в миниатюризации микросхем, а также стало экспериментальным подтверждением теоретических моделей, предложенных научным сообществом еще 25 лет назад.
Основной барьер при работе с подобными наноструктурами заключается в обеспечении их структурной стабильности. Предыдущие попытки создания неорганических нанотрубок приводили либо к увеличению их размеров, либо к необходимости внедрения сторонних компонентов, негативно сказывающихся на производительности.
Японские физики применили оригинальный метод: они использовали нанотрубки из нитрида бора в качестве жесткого каркаса и изолятора. Внутри этой полости при высокотемпературном воздействии происходил рост сверхтонкой структуры из дисульфида молибдена (MoS2) — перспективного полупроводникового материала.
Полученная композитная структура работает по принципу «матрешки», где одна трубка инкапсулирована в другую. Пространственные ограничения заставляют атомы кристаллизоваться с высокой точностью, что практически исключает дефекты в кристаллической решетке.
Эта технология идеально сочетается с архитектурой транзисторов с круговым затвором (GAA), которая является текущим стандартом для топовых процессоров и главным вектором развития микроэлектроники.
Эксперименты подтвердили гипотезу о том, что электронные свойства нанотрубки напрямую зависят от ее диаметра. Это открывает возможности для точной настройки параметров полупроводников будущего.
Преимущество перед кремнием очевидно: если традиционные чипы, создаваемые методом травления, на малых масштабах страдают от неровностей и дефектов, то новые нанотрубки формируются с атомарной точностью. Более того, новый материал превосходит углеродные нанотрубки в стабильности характеристик, так как последние крайне чувствительны к малейшим искажениям структуры, превращающим их из полупроводника в проводник.
В ближайших планах команды — увеличение длины нанотрубок до микрометровых значений. Ученые также рассчитывают применить данный метод для синтеза наноструктур с магнитными и сверхпроводящими свойствами.
Успешное масштабирование этой технологии способно стать фундаментом для нового поколения высокопроизводительной и компактной электроники.
Ранее стало известно, что южнокорейские исследователи представили инновационный транзистор на базе оксида цинка и теллура.
Источник: iXBT
