Integroitu piiri hiilinanoputkista

11.09.2015

NW-McCormick-mikropiiri-hiilinanoputkista.jpgHiilinanoputkista tehdyt yksittäiset transistorit ovat nopeampia ja energiatehokkaampia kuin muista materiaaleista valmistetut. Kuitenkin niillä toteutettu integroitu piiri on saanut odottaa toteutusta pitkään.

"Yksi realiteetti nanomateriaaleissa, kuten hiilinanoputkissa on, että käytännössä kaikki sen atomit ovat pinnalla, joten kaikki, mikä koskettaa näiden materiaalien pintaa vaikuttaa niiden ominaisuuksiin, toteaa Northwestern Engineeringin professori Mark Hersam.

Tutkijat päättelivät, että nanoputkiin lisätty suojaava kapselointikerros voisi vakauttaa niiden vakautta, orgaanisissa ledeissä aikoinaan tehdyn vastaavan ratkaisun tapaan. Näille hiilinanoputkille räätälöity kapselointikerros on valmistettu polymeereistä ja epäorgaanisia oksideista.

Tarvittavia rakenteita luodakseen, ryhmä saosti ensin hiilinanoputket Hersamin laboratoriossa aiemmin kehitetystä liuoksesta ja sitten he päällystivät ne kapselointikerroksilla.

Valmistusprosessi tuotti vakaita ja yhdenmukaisen sähköisen suorituskyvyn omaavia komplementaarisia p- ja n-tyypin SWCNT- ohutkalvotransistoreita.

Niistä Hersamin tiimi suunnitteli ja valmisti toimivia SRAM-piirejä. Kapselointi kerros ei ainoastaan suojaa herkkää laitetta ympäristöltä, vaan se parantaa yksittäisten transistorien tilavuudellista yhdenmukaisuutta valmistuskiekossa.

Testeissä kapseloidut integroidut piirit toimivat pitkään kun taas kapseloimattomat vastaavat transistorit, jotka tuotettiin samasta liuoksesta mutta ei päällystetty, lakkasivat toimimasta muutamassa tunnissa.

Hersam hahmottelee että hänen liuos-prosessoitua, ilmassa vakaata SRAM:ia voitaisiin käyttää uusiin teknologioihin. Joustavat hiilinanoputkipohjaiset transistorit voisivat korvata jäykän piin esimerkiksi puettavassa elektroniikassa.

Edullinen valmistusmenetelmä avaa myös ovia älykortteihin, jotka vaativat erittäin alhaisia tuotantokustannuksia. Kehitetty menetelmä soveltuu skaalautuvissa ja edullisissa painomenetelmissä käytettäväksi.

Aiheesta aiemmin:

Digitaalipiirejä hiilinanoputkilla

28.03.2024Kertakäyttöiset tekoälyanturit terveyden seurantaan
27.03.2024Kvantti-interferenssi ja transistori
26.03.2024Robotti tarttuu lihanpalaan ja keskustelee kaverinsa kanssa
25.03.2024Piin kanssa yhteensopivia magneettisia pyörteitä
23.03.2024Kaksitoiminen katalyytti tekee sen halvemmalla
22.03.2024Hiilinanoputket käyttöön
21.03.2024Fotonisirut valtaavat alaa
21.03.2024Uusi 2D-materiaalien maailma on avautumassa
19.03.2024Suprajohteet auttavat tietokoneita "muistamaan"
18.03.2024Kvanttimateriaalitutkimuksen uudet työkalut

Siirry arkistoon »