В Токио создали полупроводниковые нанотрубки диаметром 1 нанометр

Исследователи из Токийского университета синтезировали полупроводниковые нанотрубки толщиной в один нанометр, что в сто тысяч раз тоньше человеческого волоса. Разработка представляет собой однослойные структуры из дисульфида молибдена, заключенные в защитные оболочки из нитрида бора. Коаксиальная конструкция отличается полным отсутствием дефектов и открывает перспективы для создания микроминиатюрных электронных устройств.

Синтез нанотрубок осуществлен путем запуска химических реакций в узких каналах боридных защитных трубок. Защитная среда обеспечивает формирование структур с высокой однородностью и четко упорядоченным расположением атомов. Это позволило решить проблему структурной нестабильности, которая препятствовала созданию сверхмалых нанотрубок традиционными методами производства.

Исследование подтвердило теорию, выдвинутую двадцать пять лет назад. Ученые экспериментально доказали, что ширина запрещенной зоны нанотрубок уменьшается при уменьшении их диаметра. Этот параметр определяет полупроводниковые свойства материалов и способность переключаться между состояниями.

Использование дисульфида молибдена вместо углерода решило критическую проблему: микроскопические изгибы углеродных нанотрубок непредсказуемо изменяют их свойства, превращая полупроводники в металлические проводники. Это делало невозможным массовое производство надежных процессоров. Новый материал демонстрирует стабильные характеристики и высокую воспроизводимость работы транзисторов благодаря атомарному контролю структуры.

Команда под руководством доцента Юсуке Наканиси планирует увеличить длину нанотрубок как минимум до одного микрометра, чтобы обеспечить функциональность транзисторов. Текущие образцы имеют длину в несколько сотен нанометров. Этот метод применим не только в электронике, но и для создания магнитных и сверхпроводящих материалов. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Источник: Interestingeng Iineering