Химики в Университете Ватерлоо предложили способ получения более быстрых и дешёвых полупроводниковых материалов нового типа.

Они нашли способ одновременно контролировать ориентацию и размер однослойных углеродных нанотрубок, размещённых на плоскости. Это означает, что производители полупроводников могут использовать углерод вместо кремния, что позволит уменьшить размер, снизить энергопотребление и увеличить скорость работы устройств.

«Мы достигли физического предела для основанных на кремнии устройств, – говорит соавтор работы Эрик Шиппер. – Электроника на базе однослойных углеродных трубок не только более производительна, она также потребляет меньше энергии».

Процесс, названный «совмещение и передача», основан на жидких кристаллах, которые передают информацию об ориентации к поверхности оксида металла. Небольшие молекулы класса иптисинов (iptycene) связываются с оксидом, закрепляя картину ориентации. В их структуре имеется выемка, способная вместить нанотрубку определённого размера.

«Впервые химики смогли контролировать ориентацию небольших молекул, ковалентно связанных с поверхностью, – объясняет профессор Шиппер. – Мы не первые, кто предлагает способы работы с углеродными нанотрубками. Но этот способ впервые позволяет одновременно контролировать и ориентацию, и чистоту».

Также Шиппер отметил направленность метода – использование органической химии для создания молекулы, которая затем выполняет сложную работу.

«Как только вы получили детали, далее всё просто. Это «настольная» технология, не требующая специального оборудования», – объясняет Шиппер.

В отличие от методов самосборки, основанных на форме специфичной молекулы, экземпляры которой хорошо подходят один к другому, данный процесс можно контролировать на каждом шагу, включая и размер выемки в молекуле иптисина. Также впервые удалось одновременно проводить совмещение и очистку нанотрубок.