Hvordan kulstof nanorør kunne bruges i fremtidige elektroniske enheder

Et hold af Skoltech-forskere, i samarbejde med forskere fra IBM Watson Research Center, har kastet lys over opførselen af ​​elektriske kontakter i kulstofhalvleder nanorør, som kunne bane vejen for næste generations elektronik.

I fortiden, digital siliciumelektronik blev muliggjort af en reduktion i transistorstørrelsen, men siliciums muligheder har reelt nået deres grænse. Dermed, det er nødvendigt at søge efter nye muligheder for at reducere omkostningerne og øge ydeevnen i elektroniske enheder. Til dette formål, teknologigiganter som IBM undersøger aktivt deres potentiale til at erstatte silicium i næste generations computere og anden elektronik.

Den primære udfordring i denne forbindelse er kontaktmodstand, et træk ved den lave modstand af nanorørkanaler. "Transistormodstand omfatter både kanal- og kontaktmodstand. Kanalmodstanden for carbonnanorør er bedre end siliciums, men ingen har brug for transistorer lavet af nanorør med en lang kanal, og når rørstørrelsen falder til flere tiendedele af en nanometer, kontaktmodstanden begynder at dominere, " sagde Skoltech Professor Vasili Perebeinos, undersøgelsens hovedforfatter.

Halvlederrør bruges til at fremstille transistorer. Men metal bruges til kontakter. Metal udøver pres på rørene, hvilket går på bekostning af overfladespændingen. Tidligere forskning på området viste, at dette tryk er højt nok til at flade rørene. "I vores seneste forskning, vi forudsagde, at halvlederrør, der er fladtrykt af en metalkontakt, bliver metalliske. I dette tilfælde, kontaktmodstanden øges, og falder ikke efterfølgende. Dette skyldes brud på den aksiale symmetri af de deforme rør under metalkontakten, " sagde Perebeinos.

Det Skoltech-ledede teams forskning har hjulpet med at belyse de skridt, der kan tages for at reducere kontaktmodstand. De fastslog, at med henblik på fremstilling af transistorer, det er at foretrække at bruge rør med relativt små diametre. For at sætte dette i sammenhæng, forestil dig et stort rør i stedet for et nanorør, og en hammer, der banker mod røret i stedet for metal, der udøver tryk. Det bliver straks klart, hvorfor en diametral reduktion ville hjælpe; det ville være lettere at flade et rør med en stor diameter end et med en mindre diameter.

Det er også muligt at anvende metaller med en lavere overfladespænding; "hammerslaget" i dette tilfælde ville være svagere, og nanorøret ville ikke være fladt.

Undersøgelsen er offentliggjort i Fysiske anmeldelsesbreve .