Швейцарские ученые создали транзистор из графеновых нанолент

Сотрудники швейцарской лаборатории Empa в сотрудничестве с немецкими коллегами из Института Макса Планка вырастили графеновые ленты толщиной в один и шириной в несколько атомов и собрали из них нанотранзистор.

Графен — углеродный проводящий материал толщиной один атом — в форме лент обладает достаточной энергетической щелью, чтобы стать ключевым элементом нанотранзисторов. Эта щель, с одной стороны, зависит от ширины графеновой ленты, а с другой — от структуры ее краев. Поскольку графен состоит из равносторонних шестиугольников, граница ленты может быть зигзагообразной или зубчатой, в зависимости от расположения сторон. Ленты с зигзагообразными краями ведут себя как металлы, то есть проводят электричество, тогда как с зубчатым краем они становятся полупроводниками. Поэтому при их производстве важно сохранить правильное расположение краев лент, чтобы получить желаемые свойства.

Швейцарские ученые смогли вырастить ленты точно девяти атомов шириной и расположить их так, чтобы край был зубчатый. Проведя их через несколько производственных этапов, они расположили графен на золотой подложке и сформировали из них ленты шириной примерно 1 нм и длиной до 50 нм.

В таком виде эти структуры, которые можно разглядеть только в микроскоп, обладают относительно большой и, что важнее, точно определенной энергетической щелью. Это позволило ученым сделать еще один шаг и интегрировать графеновые ленты в нанотранзисторы. Поначалу этому препятствовал диэлектрический слой оксида кремния, но после того как его заменили на оксид гафния, эксперимент увенчался успехом, сообщает EurekAlert.

В начале года китайские ученые представили работающий транзистор на углеродных нанотрубках, который по производительности превзошел более крупные кремниевые. Для серийного производства их метод не пригоден, но походит для демонстрации принципа.