Fremgangsmåde til fremstilling af velafstemte CNT-arrays på en 10-centimeter siliciumwafer

Et team af forskere tilknyttet flere institutioner i Kina har udviklet en ny proces til at producere velafstemte carbon nanorør (CNT) arrays på en 10-centimeter siliciumwafer. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , gruppen beskriver deres proces og hvor godt den sammenlignes med lignende siliciumdesigns.

Forskere har i mange år vidst, at der ville komme en dag, hvor siliciumprocessorer ville nå fysiske grænser, da de kun kan laves så små. På grund af det, forskere har ledt efter en levedygtig erstatning. I denne nye indsats, forskerne i Kina har undersøgt muligheden for at bruge CNT-arrays som erstatning for silicium.

Carbon nanorør er i det væsentlige et-atom-tykke carbonlag, der rulles ind i rør. De præsenterer muligheden for brug i computerchips, fordi de kan få dem til at opføre sig som halvledere. Tidligere bestræbelser har vist, at individuelle CNT'er kan bruges til at skabe transistorer, men en bedre tilgang er at bruge tilpassede grupper af dem. At hindre sådan forskning har været udfordringen ved at producere CNT'er, der har den grad af konsistens, der er nødvendig for en så præcis anvendelse. En anden udfordring har været at forhindre CNT'erne i at blive metalliske under forarbejdning. I denne nye indsats, forskerne har produceret veljusterede CNT-arrays med højere konsistens end andre metoder-og rapporterer, at kun en ud af en million viser sig metallisk.

Processen involverede at sætte CNT'er i et toluenopløsningsmiddel og derefter tilføje en polymer til at belægge dem. Næste, CNT'erne blev kørt to gange gennem en centrifuge, der sorterede dem efter halvledende evne. Det næste trin involverede at sætte CNT'erne i en flydende opløsning (sammen med en lille mængde 2-buten-1, 4-diol) og dyp derefter en siliciumwafer i opløsningen. Butendiolen i opløsningen coated waferen, mens CNT'erne dannede hydrogenbindinger. Da waferen blev løftet fra opløsningen, CNT'erne samlede sig selv langs linjen, der var dannet mellem butendiolen og waferen. Det færdige resultat var et array af justerede CNT'er på en siliciumwafer.

Metoden tillod en densitet på mellem 100 og 200 pr. mikrometer, markant op fra de 47 set i andre metoder. Holdet testede også deres proces ved at bruge deres CNT-dækkede siliciumwafer til at bygge en felteffekttransistor, som de bemærkede udkonkurrerede en lignende transistor bygget ved hjælp af silicium.

© 2020 Science X Network