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

23.01.2020Kiertymä muokkaa kaistaeroa
22.01.2020Yleismuistin virstanpylväs
21.01.2020Ensimmäinen antiferromagneettinen topologinen kvanttimateriaali
20.01.2020Nanoantenneja tiedonsiirtoon
17.01.2020Muisteja erittäin kylmään laskentaan
16.01.2020Laskentaa molekyyleillä
16.01.2020Konenäölle nyt myös konesilmät
14.01.2020Piin kvanttibiteillä uusiin ulottuvuuksiin
13.01.2020Uusi menetelmä kestäville GaN-transistoreille
10.01.2020Hiukkaskiihdytin mikropiirille

Siirry arkistoon »