Nanokable przyszłością tranzystorów

Dalsza miniaturyzacja tranzystorów krzemowych ma swoje granice. Dalszych ścieżek ewolucji tranzystorów upatruje się często w innych materiałach niż krzem, tworzone są jednoatomowe tranzystory jednak komercjalizacja tych odkryć jest jeszcze zagadnieniem dość odległym.

Poszukiwane są inne alternatywne-prostsze metody utrzymania tempa rozwoju elektroniki. Jednym z takich sposobów jest wykorzystanie krzemowych nanokabli, które po raz pierwszy ujrzały światło dzienne w 2008 roku na uniwersytecie MIT.

Ten sam zespół naukowców pokazał, że możliwe jest ułożenie do 5 warstw wydajnych nanokabli, co prowadzi do pięciokrotnego wzrostu wydajności tranzystora, przy jednoczesnym zachowaniu jego rozmiarów.

Podstawową zaletą rozwiązania naukowców z MIT jest fakt, że nanokable "wiszą" w powietrzu, co prowadzi do ich izolacji i zabezpieczenia przed wyciekaniem ładunku. Podstawową wadą są b. małe rozmiary znacznie zmniejszające możliwą ilość przenoszonego ładunku. W odpowiedzi na ograniczenia prof. Judy Hoyt wraz z grupą studentów rozciągnął krzem tak, zwiększając odległość między jego atomami. Tak przygotowany krzem stosowany jest w tradycyjnych tranzystorach już od 2003r.

Naukowcy umieścili na plastrze krzemowym mieszaninę krzemu z domieszkami germanu. Na to została nałożona warstwa czystego krzemu. Atomy krzemu, dopasowując się do położenia niższej warstwy musiały się rozciągnąć ponieważ atomy germanu są większe od atomów krzemu.

Następnie tak przygotowaną warstwę umieszczono na kolejnym krzemowym plastrze, dalej umieszczano na nim warstwy krzemu z domieszkami germanu i czystego krzemu. Pocięto ten stos, usunięto krzem z germanem otrzymując w efekcie zawieszone w powietrzu nanokable.

Artur Kulikowski
MIT