Ключом к успеху в деле создания нового транзистора является использование нескольких инновационных материалов - углеродных нанотрубок и дисульфида молибдена (MoS2). Дисульфид молибдена или молибденит относится к классу двухмерных полупроводниковых материалов и онобладает огромным потенциалом для его использования в светодиодах, полупроводниковых лазерах, транзисторах, солнечных батареях и т.п.

Структура транзистора
Структура транзистора

Стандартные транзисторы имеют три электрода, сток, исток и затвор. Электрический ток течет через транзистор от стока к истоку, а управляет этим током потенциал, подаваемый на затвор. Величина и полярность этого потенциала может включить или выключить транзистор. В новом транзисторе исследователи использовали тот эффект, что электроны передвигаются в слое молибденита, встречая большее сопротивление, нежели чем в кремнии. Это, в свою очередь, мешает им совершить квантовый туннельный переход на другой электрод, что делает текущий через транзистор ток абсолютно неуправляемым.

Снимок структуры транзистора
Снимок структуры транзистора

Разобравшись с созданием полупроводникового канала будущего транзистора, ученые приступили к созданию 1-нанометрового управляющего электрода, затвора, что оказалось весьма и весьма сложным делом. Обычные литографические технологии уже не работают на этом масштабе, поэтому ученым пришлось обратить свое внимание на углеродные нанотрубки, полые углеродные трубки, диаметр которых может быт равен 1 нанометру.

 

Когда ученым удалось создать из углеродной нанотрубки затвор транзистора, они произвели измерение всех характеристик получившегося у них устройства. Оказалось, что такой транзистор вполне работоспособен и потенциал на "нанотрубочном" затворе позволяет эффективно управлять током через транзистор.

 

"Однако, наш транзистор является лишь доказательством работоспособности новой идеи. Мы еще не разработали технологию создания множества таких транзисторов на чипе, кроме этого, мы пока изготовили и испытали лишь несколько образцов нанометровых транзисторов, - пишут ученые. - Тем не менее, все это является демонстрацией того, что размеры транзистора могут быть уменьшены ниже 5 нанометров. И мы надеемся на то, что наша работа в будущем позволит закону Гордона Мура продержаться еще некоторое время".

 

 

Источник: www.dailytechinfo.org