Атомные транзисторы
АрхивСегодняИсследователи из Корнелльского университета продемонстрировали рабочий транзистор размером 1,3 нм
По сообщению EETimes, группа исследователей из Корнелльского университета смогла продемонстрировать рабочий транзистор размером 1,3 нм, используя один атом кобальта. Существующие сегодня кремниевые транзисторы имеют размер чуть больше 100 нм.
В эксперименте атом кобальта был помещен внутрь органической алкильной цепочки, которая соединялась с проводником из золота. При пропускании тока через проводник ученые наблюдали изменения напряжения, что, по их мнению, объясняется "транзисторным" поведением атомов кобальта.
Чтобы получить подобную наноструктуру, вокруг атомов кобальта химическими методами создается октаэдрическая оболочка (роль которой играет углеродно- водородная алкильная цепочка) и еще две цепочки из пиридина (производного от бензола вещества), которые служат в качестве контактов. На конце пиридиновой цепочки находятся пары атомов серы и водорода, формирующие сильную связь с золотом.
При изготовлении транзистора использовался метод химической "самосборки" на кремниевой подложке. Чип был создан выращиванием 30-нм слоя двуокиси кремния на легированной кремниевой подложке, играющей роль общей для всех ключей шины. Золотые проводники, имеющие длину 400 нм, ширину 200 нм и толщину 15 нм, были изготовлены на поверхности чипа с помощью электронно-лучевой литографии. Далее поверхность их чистилась ацетоном, хлоридом метилена и кислородной плазмой. После этого чип опускался на несколько часов в раствор, содержащий требуемые химические вещества в нужной пропорции, так, чтобы на поверхности золотых проводников образовался монослой нанотранзисторов.
На этом процесс не заканчивается. Далее чип охлаждается до очень низкой температуры, а по проводникам пропускается ток, слегка превышающий их предельную нагрузку. В результате в чипе образуются микротрещины, около 1,2 нм в толщину, и через эти трещины органические молекулы с кобальтом в центре могут перебрасывать своеобразные мостики из своих длинных пиридиновых цепочек. Момент, когда образуются эти трещины, определяется по резкому падению тока через проводники.
В пользу ученых играет то обстоятельство, что на поверхности трещин остаются кусочки нанотранзисторов (алкильные или пиридиновые цепочки, возможно, содержащие кобальт), поэтому вероятность образования новых "транзисторов" поперек трещин довольно высока.
Как отмечает МакЮэн, один из специалистов, проводивших эксперимент, одноатомные транзисторы переключаются от одного электрона. Следующим шагом будет создание электронного ключа с применением такой молекулы, у которой два состояния будут отличаться конфигурацией.
Изначально МакЮэн и его коллега Хонкан Парк (Hongkun Park), принимавший участие в разработке кобальтового ключа, работали над созданием устройств из углеродных нанотрубок в Беркли. В 2000 году ученые уже опубликовали в журнале Nature первые результаты исследования возможности создания одноэлектронных транзисторов на фуллеренах.
Обсудить в форуме
