Углеродные нанотрубки уже давно являются предметом пристального изучения — с ними связаны надежды на дальнейшую миниатюризацию электроники, когда будет исчерпан ресурс кремниевой технологии. Специалисты IBM недавно подтвердили, что эти надежды имеют под собой серьезные основания. Ими создан транзистор на основе нанотрубки, размер которого равен 9 нм. По своим характеристикам новый прибор превосходит кремниевые транзисторы сопоставимого размера.
Уменьшение размеров кремниевых транзисторов за последние десятилетия привело к существенному удешевлению электроники, снижению энергопотребления и росту производительности компьютеров. Однако технологические нормы 10 нм считаются тем рубежом, где вступают в силу непреодолимые физические ограничения. Дальнейшее уменьшение размеров затрудняет управление потоком электронов в кремниевом канале. Уже при переходе к нормам 22 нм компании Intel пришлось изменить структуру транзистора, отказавшись от использовавшейся в течение десятилетий планарной схемы в пользу объемной компоновки. Однако кремний остается кремнием, говорят ученые, и дальнейшее уменьшение размеров элементов невозможно даже при использовании новой структуры.
Попытки использовать углеродные нанотрубки в транзисторах предпринимались и ранее, но специалисты IBM впервые создали столь миниатюрный транзистор. Очень важно было убедиться, что нанотрубки имеет смысл применять при размерах транзисторов меньших 10 нм, поскольку иначе у них нет преимуществ над кремнием.
Чтобы выяснить, как размер влияет на работу транзистора, исследователи сформировали несколько транзисторов разного размера на одной нанотрубке. Это позволило сравнить их работу, исключив влияние, связанное с вариациями параметров нанотрубок. Отметим, что технология пока находится на лабораторном этапе и не подходит для серийного производства.
Эксперимент показал, что транзистор размером 9 нм потребляет гораздо меньше электроэнергии, чем другие транзисторы такого же размера.
Пока речь идет об отдельных транзисторах. Для практического применения разработки предстоит создать технологию изготовления чистых углеродных нанотрубок (без примеси металлических нанотрубок, которые могут стать причиной замыканий) и их точного позиционирования на подложке.
Источник: Technology Review