Наночастицы из угля помогут создавать более компактные и экономичные транзисторы
Ученые предложили использовать углеродные наночастицы из угля при создании сверхтонкой электроники. Новый слой помог изготовить транзисторы, которые работают при более низком напряжении и потенциально потребляют меньше энергии.
Источник: Новости науки
МОСКВА, 10 октября /Новости науки/. Ученые предложили использовать полученные из угля углеродные наночастицы при создании сверхтонких электронных компонентов. Они помогли сформировать изолирующий слой на материалах толщиной всего в один атом и снизить рабочее напряжение экспериментальных транзисторов. Об этом говорится в статье, опубликованной в Nature Communications.
Исследователи работают с так называемыми двумерными материалами — чрезвычайно тонкими слоями вещества толщиной в один или несколько атомов. Такие материалы рассматриваются как возможная основа для будущих транзисторов, поскольку они сохраняют хорошие электрические свойства даже при очень малых размерах.
Однако именно из-за особенностей их поверхности на такие материалы сложно наносить тонкий изолирующий слой, необходимый для работы транзистора. В обычных кремниевых технологиях такой слой формируется значительно проще.
Для решения этой проблемы ученые использовали углеродные наноточки размером от одного до пяти нанометров, полученные из битуминозного угля. По строению они напоминают небольшие фрагменты графена и могут закрепляться на поверхности двумерного материала, не меняя его химические свойства.
Наночастицы разместили плотным слоем на поверхности дисульфида молибдена — материала, который рассматривается как перспективный полупроводник для миниатюрной электроники. После этого на них удалось равномерно вырастить сверхтонкий изолирующий слой.
Углеродные наноточки фактически стали промежуточным слоем между полупроводником и изоляцией. Их поверхность удерживается на двумерном материале за счет слабого взаимодействия, а края частиц способны связываться с расположенным сверху изолирующим материалом.
Созданный таким способом изолирующий слой соответствовал требованиям, которые предъявляются к перспективным электронным устройствам. Его эквивалентная толщина составила около 0,6 нанометра, при этом ученым удалось сохранить низкую утечку электрического тока.
На основе новой структуры исследователи изготовили транзисторы и простые логические элементы. Они работали при напряжении около 0,5 вольта. Для сравнения, современные передовые кремниевые технологии обычно используют напряжение примерно от 0,6 до 0,8 воль
Исследователи работают с так называемыми двумерными материалами — чрезвычайно тонкими слоями вещества толщиной в один или несколько атомов. Такие материалы рассматриваются как возможная основа для будущих транзисторов, поскольку они сохраняют хорошие электрические свойства даже при очень малых размерах.
Однако именно из-за особенностей их поверхности на такие материалы сложно наносить тонкий изолирующий слой, необходимый для работы транзистора. В обычных кремниевых технологиях такой слой формируется значительно проще.
Для решения этой проблемы ученые использовали углеродные наноточки размером от одного до пяти нанометров, полученные из битуминозного угля. По строению они напоминают небольшие фрагменты графена и могут закрепляться на поверхности двумерного материала, не меняя его химические свойства.
Наночастицы разместили плотным слоем на поверхности дисульфида молибдена — материала, который рассматривается как перспективный полупроводник для миниатюрной электроники. После этого на них удалось равномерно вырастить сверхтонкий изолирующий слой.
Углеродные наноточки фактически стали промежуточным слоем между полупроводником и изоляцией. Их поверхность удерживается на двумерном материале за счет слабого взаимодействия, а края частиц способны связываться с расположенным сверху изолирующим материалом.
Созданный таким способом изолирующий слой соответствовал требованиям, которые предъявляются к перспективным электронным устройствам. Его эквивалентная толщина составила около 0,6 нанометра, при этом ученым удалось сохранить низкую утечку электрического тока.
На основе новой структуры исследователи изготовили транзисторы и простые логические элементы. Они работали при напряжении около 0,5 вольта. Для сравнения, современные передовые кремниевые технологии обычно используют напряжение примерно от 0,6 до 0,8 воль
