Самый миниатюрный транзистор в мире создан на основе теллура
Крупнейший технопарка США Research Triangle Park обнародовал итоги исследования, которое посвящено методу создания транзисторов беспрецедентно миниатюрных размеров – всего до двух нанометров. До сих пор самыми маленькими считались кремниевые полевые транзисторы размером от 10 до 20 нанометров. По мнению разработчиков, новая технология, позволяющая добиться более высокой скорости вычислений при очень низком уровне энергопотребления, найдет применение, прежде всего, в армии США.
Пресс-релиз с итогами исследования был размещен изданием EurekAlert!. В проекте была задействована группа ученых Университета Пердью (Purdue University) в сотрудничестве с экспертами Мичиганского технологического университета (Michigan Technological University), Вашингтонского университета в Сент-Луисе (Washington University in St. Louis) и Техасского университета в Далласе (University of Texas at Dallas), возглавляемая профессором Пейде Йе (Peide Ye).
Одним из способов уменьшения размеров полевых транзисторов, который используется в большинстве электронных устройств, является создание затворов (управляющих электродов транзисторов) из более тонких нанопроволок.
В ходе изысканий исследователи под руководством Пейде Йе пришли к выводу, что самые миниатюрные транзисторы можно построить с использованием теллура (Te) – редкоземельного металла, относящегося к семейству металлоидов.
Исследователям удалось построить транзистор с затвором из нанопроволоки теллура, заключенной в нанотрубку из нитрида бора, эффективно изолирующей теллур. Ультратонкая нанопроволока была создана из выращенной учеными одномерной цепочки атомов теллура, в которой при формировании в ДНК-подобные спиральные цепи возникало межмолекулярное взаимодействие сил Ван-дер-Ваальса, приводящее к образованию кристалла. Это обстоятельство, по мнению ученых, делают теллур наиболее эффективным материалом для одиночных атомных цепочек или одномерных нанопроволок. Такие спирали позволяют изготавливать нанопроволоки намного меньшими по диаметру, что, в свою очередь, дает возможность создать на его основе полевой транзистор диаметром всего 2 нанометра.
«Теллур действительно уникален. В потенциале, он позволит создать самый маленький функциональный транзистор в мире», - комментирует профессор Пейде Йе.
«Проведенное исследование дает больше информации об этом многообещающем материале для построения крошечных транзисторов, который может обеспечить более высокую скорость вычислений в сочетании с очень низким энергопотреблением, - считает Джо Цю (Joe Qiu), руководитель программы армейского исследовательского бюро (Army Research Office), входящего в состав армейской исследовательской лаборатории командования по развитию боевых возможностей армии США, которая финансировала проведенные исследования. - Эта технология будет иметь важное практическое применение в армии».
В ближайшем будущем ученым предстоит заняться оптимизацией устройства для дальнейшего повышения его производительности, и продемонстрировать функциональную электронную схему с использованием миниатюрных транзисторов. Возможно, комментирует Джо Цю, это будет сделано в сотрудничестве с экспертами Исследовательской лаборатории армии.
Как сообщается в пресс-релизе, помимо армейского исследовательского управления, это исследование также частично финансировали Национальный научный фонд, управление научных исследований ВВС и Агентство перспективных исследовательских проектов обороны.