Графен: надежда микроэлектроники?

Два года назад профессору университета г. Манчестера Андре Гейму (Andre Geim) и группе российских ученых из Института проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов в Черноголовке под руководством Константина Новоселова удалось создать новую форму углеродного наноматериала, которая получила название графен.

Графен по сути является "развернутой" нанотрубкой, толщина его составляет всего один атом углерода, т.е. графен можно считать двухмерной углеродной структурой. Графен оказался стабильным соединением и хорошим проводником электричества. Эти, а также другие уникальные физические и химические свойства графена сделали его перспективным материалом для создания наноэлектронных устройств. Многие научные коллективы (включая и авторов открытия) попытались создать транзистор с использованием графена, однако полученные образцы были неустойчивыми и для практических целей не годились.

В нынешней работе проф. Гейма, д-ра Новоселова и их коллег, которая опубликована в журнале Nature Materials, описан новый способ применения графена в качестве нанотранзистора. Ученым удалось добиться стабильности образцов при сохранении ими проводящих свойств даже при уменьшении размеров до уровней нанометров - полоски графена в эксперименте имели ширину всего в 50 атомов углерода.

Эти качества и отличают графен от всех современных полупроводниковых материалов (в том числе и кремния), которые теряют устойчивость, окисляются или иным способом подвергаются деструкции при размерах, в десятки раз превышающих нынешний рекордный уровень.

Ученым удалось продемонстрировать возможности применения графенов для создания всех основных элементов, используемых в современных транзисторах. Были созданы и работающие образцы транзисторов. Однако пока работа является лишь доказательством жизнеспособности предложенной концепции. Ученым пока не удалось вырезать из плоскости графена полоски нужной нанометровой ширины, и из-за этого транзисторы зачастую работали неправильно или не работали вовсе.

Проф. Гейм ожидает появление первых промышленных образцов нанотранзисторов не ранее 2025 года. Тем не менее, он не видит сейчас альтернативы графенам, которые должны придти на смену нынешним кремниевым технологиям, сообщает PhysOrg.