Впервые создана транзисторная микросхема из нанотрубок

Инженеры из Стэнфорда (Stanford University) презентовали чип, изготовленный из углеродных нанотрубок (CNT). На сегодняшний день это наиболее удачное решение давней проблемы ухудшения проводимости при сборе таких материалов в упорядоченный массив.

В представленном на конференции International Electron Devices Meeting (IEDM) чипе (на заглавном фото) транзисторы сгруппированы в «каскадной» последовательности, необходимой для функционирования вычислительной логики и памяти, и полностью совместимы с современными стандартами интегральных схем.

В чипе использовано несколько оптимизирующих технологий, изобретённых инженерами Стэнфорда. Новая методика носит название «СБИС-совместимое удаление металлических нанотрубок» (VLSI-compatible Metallic Nanotube Removal – VMR). Как можно догадаться из названия, технология предназначена для решения одной из главных проблем транзисторов такого типа – металлических нанотрубок, которые пропускают ток всегда, даже когда это не требуется, и могут привести к короткому замыканию.

VMR основана на идее разбивать нанотрубки высоким напряжением (что напоминает другой похожий проект стэнфордских специалистов), впервые предложенной IBM в 2001 году. Вкратце: учёные нашли совместимый со СБИС-стандартом способ создания сетки электродов, которая не только изымает неправильно работающие трубки, но и может использоваться для построения разных типов схем.

«Это действительно шаг вперёд, теперь мы можем создавать целые схемы вместо одиночных транзисторов. Технология использования углеродных нанотрубок вышла за пределы чисто научной области и приближается к сфере производства», — говорит один из авторов исследования Филипп Вонг (H.-S. Philip Wong).

Помимо прочего интегральная схема, показанная стэнфордскими инженерами, обладала трёхмерной «планировкой» и построена была с использованием многослойных углеродных нанотрубок. Такое расположение сокращает затраты энергии, необходимой для передачи данных, и позволяет поместить больше транзисторов на одном чипе. Больше информации о VMR и трёхмерных схемах можно почерпнуть в пресс-релизе университета.

Разработки в области использования микроскопических цилиндров из углерода, в роли батареек и сверхпроводников, ведутся уже давно. Специалисты всерьёз рассматривают их как новое поколение материалов, способных повысить скорость и энергоэффективность микросхем. Также на этой основе ведутся исследования в области сверхдолговечной памяти.

Углеродные нанотрубки вообще отличаются почти повсеместностью применения – так, ранее мы рассказывали о получении из них многометровых волокон, о бронежилетах из них, о том, как трубки могут контролировать уровень сахара в крови и измерять остроту соуса чили, а также об их пористых углеродных собратьях.