IT История

Исследователи использовали самый тонкий в мире материал, чтобы создать самый маленький в мире транзистор, в один атом толщиной и десять атомов шириной.

Университет University of Manchester (Великобритания) и Radboud University Nijmegen (Голландия) изучили электронный транспорт в графеновых приборах на квантовых точках. При размерах графенового островка (см. рис.) больше 100 нм такой прибор ведет себя как5 одноэлектронный транзистор, демонстрируя эффект кулоновской блокады. При уменьшении размеров до менее 100 нм пики становятся сильно непериодическими, указывая на вклад эффекта квантования. При уменьшении перемычки до ширины в несколько нм прибор сохраняет высокую проводимость.

Отличительное свойство графена – рекордно высокая подвижность носителей (и электронов, и дырок) и, как заявил один из первооткрываталей графена и участник данного эксперимента, Костя Новоселов, «это хорошее свойство в полной мере сохраняется при уменьшении графенового островка до нескольких бензольных колец, а именно это важно для молекулярной электроники в рамках традиционного подхода сверху-вниз («top-down»)». Еще одно важное значение эксперимента заключается в том, что исследователи изготовили целый ряд приборов с различными размерами островков, используя традиционную микроэлектронную технологию – электронно-лучевую литографию и реактивное плазменное травление.

А Гейм (Andre Geim), другой участник эксперимента, сказал, что теперь задача их исследовательской группы – получение транзисторов с размером до 10 нм (а затем и до 1 нм), имеющих воспроизводимые характеристики. Это и есть молекулярная электроника, использующая подход «сверху-вниз». Ни один другой материал не позволяет изготавливать структуру меньше 100 нм, работающую как одноэлектронный транзистор при комнатной температуре» – добавил Гейм

Графеновый транзистор можно рассматривать как одно из решений сегодняшней фундаментальной проблемы микроэлектроники – преодоление 30-нм барьера на пути дальнейшей миниатюризации электронных устройств. Международная маршрутная карта выделяет на решение этой проблемы следующие 10–20 лет. Помимо трудностей воспроизведения нанометровых рисунков, возникает и другая проблема – нестабильность материалов в элементах, имеющих размер менее 10 нм. На этой размерной шкале все материалы, включая двуокись кремния, неуправляемо мигрируют вдоль поверхности, подобно капле воды на горячей плите. Новоселов утверждает, что графен лишен этого неприятного качества.

Новоселов, Гейм и их коллеги открыли графен 4 года назад, и он быстро стал героем самого большого числа публикаций. Как правило, так, бывает, если попадание в точку!

Источник: Science: Chaotic Dirac Billiard in Graphene Quantum Dots