Создана самая сложная схема из нанотрубок на сегодняшний день

Одним из перспективных путей дальнейшей миниатюризации электронных схем (после того как кремниевые технологии достигут своего абсолютного предела, где-то около 2020 г.) является создание полевых транзисторов непосредственно на углеродных нанотрубках (CNT). Габариты таких устройств измеряются нанометрами, но их изготовление все еще сопряжено со значительными трудностями.

В свежей статье, вышедшей в журнале Nano Letters, исследователи из Пекинского университета (Китай) описывают разработанный ими модульный метод конструирования сложных интегральных схем из многих транзисторов на индивидуальных нанотрубках.

В целях демонстрации возможностей своей технологии, они изготовили из 46 транзисторов на шести CNT 8-битовую шину BUS — наиболее сложное устройство на базе нанотрубок, созданное на сегодняшний день. Подобные схемы широко используются для передачи данных в компьютерах.

Главной проблемой CNT-электроники является получение массивов без металлических нанотрубок — содержащих только полупроводящие CNT. Несмотря на множество предложенных способов удаления металлических компонентов, почти всегда в результате происходит повреждение и ухудшение свойств полупроводящих нанотрубок.

Поэтому, исследователи стараются строить интегральные схемы из отдельных нанотрубок, индивидуально подбираемых по их электрическим характеристикам. Использовать больше одной CNT трудно, так как все они имеют немного различающиеся диаметр и прочие свойства. Это ограничивает сложность создаваемых устройств элементарными логическими и арифметческими элементами.

Решить проблему неодинаковых свойств пекинским инженерам удалось, используя модульный подход. Каждый 8-транзисторный модуль построен на двух неодинаковых нанотрубках. Такую конструкцию характеризует высокая толерантность к индивидуальным отличиям CNT, что и позволяет использовать ее как строительный блок при построении более сложных схем.

Выполненные тесты показали, что восьмибитовая BUS-система обеспечивает сильный сигнал даже несмотря на то, что он проходит через семь каскадных логических элементов.

Как подчеркивают авторы, этот метод представляет особую ценность, поскольку позволяет полностью реализовать возможности интегральных CNT-схем на неидеальных нанотрубках, не дожидаясь, пока будут решены материаловедческие проблемы.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365