IBM ogłosił właśnie przełom w technologii nanorurek węglowych

Naukowcy z korporacji IBM zademonstrowali właśnie nowe podejście do nanotechnologii węgla, która ich zdaniem otwiera drogę dla komercyjnej produkcji chipów zawierających tranzystory wykonane właśnie z nanorurek węglowych. Powszechnie uważa się już, że nadchodzą fizyczne ograniczenia w skalowaniu tranzystorów krzemowych. Ich coraz mniejsze wymiary – zbliżające się do nanoskali – sprawią, że natura krzemu i prawa fizyki zatrzymają wzrost ich wydajności, czego byśmy oczywiście nie chcieli. Właściwości elektryczne nanorurek węglowych są bardziej atrakcyjne niż te które występują w przypadku krzemu, szczególnie w zakresie umożliwienia budowy nanoskalowych urządzeń tranzystorowych. Według IBM przełom w technologii nanorurek węglowych pozwoli wytwarzać konieczne dla przyszłych zastosowań chipy, zawierające ponad miliard tranzystorów nanorurkowych i te liczby mogą się jednak zwiększać.

Jak informuje firma IBM, jej naukowcy umieścili ponad 10000 pracujących nanorurkowych tranzystorów na jednym chipie, przy użyciu standardowych procesów półprzewodnikowych. Wcześniej badacze byli w stanie umieścić kilkaset elementów nanorurkowych na raz, co było niewystarczające do zastosowań komercyjnych.

„Motywacją do pracy przy tranzystorach z nanorurek węglowych jest to, że przy bardzo małych, nanoskalowych wymiarach, są one lepsze niż tranzystory wykonane z innych materiałów” Powiecział Supratik Guha, dyrektor działu nauk fizycznych w IBM Research.

Pojawiły się jednak wątpliwości co do potencjalnej toksyczności nanorurek węglowych. Badania przeprowadzone przez firmę Semiconductor Research Corp. wykazały ich toksyczność, a w szeregu innych toksyczności nie stwierdzono. Z kolei w 2011 r. Narodowy Instytut Standardów i Technologii stwierdził w swoim raporcie, że niezawodność urządzeń wykorzystujących węglowe nanorurki jest poważnym problemem. IBM przyznaje, że istnieją praktyczne wyzwania dla technologii nanorurek węglowych, aby mogła ona wejść w fazę komercyjną. Chodzi tu o czystość oraz precyzję rozmieszczania nanorurek na powierzchni płytek z układami. Wytwarzane są one w postaci mieszanki elementów metalicznych i półprzewodnikowych i muszą być idealnie rozmieszczane. Aby zapobiec błędom w obwodach wymagane jest całkowite usunięcie nanorurek metalicznych.

Aby przezwyciężyć te bariery naukowcy z IBM opracowali metodę opartą na chemii jonowymiennej, która umożliwia dokładne i kontrolowane umieszczenie pojedynczych nanorurek węglowych na podłożu, z uzyskaniem przy tym gęstości około miliarda na centymetr kwadratowy. Proces obejmuje mieszanie nanorurek z środkiem powierzchniowo czynnym – rodzajem mydła rozpuszczonego w wodzie. Podłoże, złożone z dwóch rodzajów wgłębień wykonanych z chemicznie zmodyfikowanego tlenku hafnu i tlenku krzemu, zanurzane jest w przygotowanym roztworze. Nanorurki dołączają się poprzez wiązania chemiczne do obszarów pokrytych tlenkiem hafnu. Reszta powierzchni pozostaje czysta.

Nanorurki węglowe to pojedyncze arkusze atomowe węgla zwinięte w rurkę. Stanowią rdzeń elementu tranzystorowego, który może działać w sposób podobny do obecnego tranzystora krzemowego, ale z lepszymi rezultatami. Naukowcy z IBM wykazali, że tranzystory z nanorurek węglowych mogą pracować jako doskonałe przełączniki o molekularnych wymiarach poniżej dziesięciu nanometrów. Są zatem 10 tys. razy cieńsze od ludzkiego włosa oraz o połowę mniejsze niż wymiary osiągane w wiodących technologiach krzemowych.

Źródło: automatykab2b.pl/eetimes.com

Post Author: swistak

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Potwierdz, że nie jesteś botem. *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.