ОКО ПЛАНЕТЫ > Новости науки и техники > Ученые все ближе к транзисторам на двумерном углероде
Ученые все ближе к транзисторам на двумерном углероде7-08-2009, 16:27. Разместил: VP |
|
В 2004 году ученые синтезировали графен — сверхпрочный углеродный проводник. Фактически это двумерный кристалл — углеродные атомы в нем регулярно связаны друг с другом по длине и ширине и образуют подобие пчелиных сот. А в толщину этот слой — все лишь одна молекула. Еще тогда его назвали «чудесным материалом»; — многие физики считают, что когда-то наступит день и графен заменит кремний в микропроцессорах. Однако для электронных миниатюрных устройств графен пока малопригоден: он имеет существенный недостаток — слишком хорошо проводит электрический ток. Из-за этого изготовление графеновых транзисторов становится очень сложной задачей. Электроны в графене просто трудно остановить — они проникают через любые потенциальные барьеры, просачиваются через них, даже когда транзистор выключен. Научная группа, специализирующаяся в области физики конденсированного состояния из Университета Манчестера, (именно в результате ее усилий графен появился на свет) синтезировала новый материал — графан — в некотором роде антипод своего замечательного собрата. Сообщение об этом будет напечатано в августовском номере журнала Physics Today. Графан — это изолирующий эквивалент графена. И графен и графан имеют структуру, подобную пчелиным сотам, за исключением того, что последний слегка «подкрашен» атомами водорода, прочно связанными с углеродом. Ковалентные связи между водородом и углеродом эффективно удерживают электроны, которые обеспечивают проводимость графена. Графан, тем не менее, остается тонким, прочным гибким и легким, как и его проводящий аналог. Одно из преимуществ графана — с его помощью фактически будет легче создавать микродорожки графена для электронных устройств. Сейчас эти структуры изготавливают достаточно грубым методом — берут лист материала и просто отжигают все ненужное, кроме небольших участков. Однако уже сегодня такие дорожки можно делать следующим образом: «покрыть» лист графена атомами водорода, кроме частей, которые отводятся под них. И тогда они будут состоять из проводящего графена, а вся масса, которая его окружает — из графана, то есть это будет область, не проводящая электрический ток. Учитывая, что просто проводников и изоляторов для изготовления транзисторов недостаточно, физики из Манчестера добились того, что если водород «подшивать» к графену постепенно, то можно контролировать превращение проводящего материала в изолятор и наблюдать за свойствами промежуточных, переходных материалов. Важнее всего то, что открытие графана открывает серию новых углеродных материалов, получаемых из графена, отмечают исследователи. С одной стороны, есть проводящий графен, с другой — изолятор графан. Почему бы не заполнить промежуток между ними полупроводниками на основе графена или заменить атомы водорода, например, на фтор? «Очень важно иметь возможность контролировать удельное сопротивление, светопропускание и функциональные возможности материала. Это пригодится для таких устройств, как солнечные элементы, жидкокристаллические дисплеи. Возможность варьировать механические свойства и поверхностный потенциал — это залог успешного создания композитных материалов. Химическая модификация графена и графан как первый ее пример — открывают новое направление исследований. Пути, которыми здесь можно пойти, бессчетное множество», — уверен Константин Новоселов — научный сотрудник Университета Манчестера, один из руководителей группы разработчиков. Об этом сообщает агентство "ИнформНаука" со ссылкой на Physics Today. Вернуться назад |