НЭМ-переключатели — возможное будущее микроэлектроники

Технология наноэлектромеханической (НЭМ) коммутации рассматривается как одна из возможных альтернатив традиционным кремниевым решениям. НЭМ-переключатели состоят из нанотрубки или нанопровода, механически отклоняющихся электростатическим полем для обрывания или установления контакта с электродом. Они могут образовывать — самостоятельно или в сочетании с кремниевыми компонентами — устройства, функционирующие как транзисторы и отличающиеся сверхнизким энергопотреблением, устойчивостью к высоким температурам и радиационному излучению.

В статье, появившейся в последнем издании Nature Nanotechnology, сотрудники Машиностроительной школы Мак-Кормика при Северо-Западном университете подвели итог десятилетним исследованиям в этой области, определив основные трудности и наиболее актуальные направления дальнейших работ. Так, например, они продемонстрировали методы получения массивов из миллионов таких наноструктур и то, как их можно адаптировать для массового производства гибридных устройств NEM-КМОП.

Хотя отдельные НЭМ-переключатели имеют высокое быстродействие обеспечить их работоспособность на протяжении миллионов циклов оказалось весьма сложной задачей. В частности, при использовании с металлическими электродами такие коммутаторы выдерживают лишь несколько циклов актуации. Авторы исследования, простой заменой металла на проводящие алмазоподобные углеродные пленки, смогли увеличить наработку на отказ с 10 до миллиона циклов.

В статье подчеркивается необходимость междисциплинарного подхода к разработке гибридных НЭМ-КМОП, объединяющего усилия специалистов материаловедения, представителей машиностроительных и фундаментальных наук. Она подготовлена с привлечением Центра интегрированных нанотехнологий в Sandia National Laboratories и Центра наноматериалов в Argonne National Laboratories, при содействии фонда NSF, Минэнергетики США, исследовательских офисов армии и ВМФ.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI