Hiilinanoputkista parempia transistoreita kuin piistä

07.09.2016

Wisconsin-Madison-hiilinanoputkitransistorit-paihittavat-piin-300-t.jpgVuosikymmenien ajan tutkijat ovat yrittäneet hyödyntää hiilinanoputkien ainutlaatuisia ominaisuuksia luodakseen yhä tehokkaampaa elektroniikkaa.

Haasteita on riittänyt ja vasta viime aikoina on onnistuttu tuottamaan alalla kaivattuja puhtaita puolijohtavia hiilinanoputkia.

Passiivissa tuotteissa hiilinanoputket ovat jo tutumpia ja äskettäin Fujitsu lisensoi hiilinanoputkisiin muisteihin erikoistuneen Nanteron tekniikkaa vastatakseen yhä nopeampien haihtumattomien muistien kysyntään.

Nyt University of Wisconsin-Madisonin materiaali-insinöörit ovat luoneet ensimmäiset hiilinanoputkiset transistorit, jotka ovat parempia kuin state-of-the-art piitransistorit. Tutkijoiden hiilinanoputkitransistorit saavuttavat virran, joka on 1,9 kertaa suurempi kuin piitransistoreilla.

"Tämä saavutus on ollut nanoteknologian unelma viimeiset 20 vuotta", toteaa apulaisprofessori Michael Arnold. "Tehdä hiilinanoputkitransistoreita, jotka ovat parempia kuin piitransistorit on suuri virstanpylväs".

Ekstrapoloimalla yksittäisen nanoputken mittauksista on todettu, että hiilinanoputkitransistorit voisivat toimia jopa viisi kertaa nopeammin tai käyttää viisi kertaa vähemmän energiaa kuin piitransistorit. Mahdolliset nanoputkitransistorit ovat erityisen lupaavia langattomalle viestintätekniikalle, jotka vaativat kohtuullista virrankulkua suhteellisen pienellä alueella.

Nanoputkien ultra-pieni ulottuvuus mahdollistaa muuttaa nopeasti sen poikki kulkevaa virtasignaalina, mikä puolestaan voisi johtaa kaistanleveyden parannukseen langattoman viestinnän laitteissa.

UW-Madison ryhmä käyttää selektiivisiä polymeerejä saavuttaakseen erittäin puhtaan puolijohtavien hiilinanoputkien liuoksen. Nanoputkien linjaukseen alustalle UW-Madison kehitti jo vuonna 2014 haihdutusta ja itseasentuvuutta hyödyntävän tekniikan.

Nanoputkille täytyy saada myös hyvät sähköiset kontaktit transistorin metallielektrodeihin. Tutkijat saivat ne aikaan "paistamalla" nanoputkipakettia tyhjöuunissa poistaakseen eristävän polymeerikerroksen.

Kuvassa jatko-opiskelija Gerald Brady ja apulaisprofessori Michael Arnold, jotka käyttivät liuosprosessia saostaakseen hiilinanoputkien linjattuja ryhmiä 1 x 1 tuuman alustalle.

Aiheesta aiemmin:

Hiilinanoputkia ja grafeenia

Muistipiirejä hiilinanoputkista

16.05.2024Hybridilomittuminen tehostaa kvanttiteleportaatiota
15.05.2024Säilölaskentaa molekyyleillä ja keinolihaksilla
14.05.2024Muisti ferrosähköisestä ja ferromagneettisesta alueista
13.05.2024Metamateriaalia analogiseen optiseen laskentaan
10.05.2024Elektronit vauhdikkaina kaksiulotteisissa polymeereissä
09.05.2024Entistä tehokkaampia dielektrisiä kondensaattoreita
08.05.2024Elektronikanavia ilman resistanssia
07.05.2024Uusia kehitysnäkymiä kvanttitietotekniikalle
06.05.2024Mikrobeja torjuva kuparipinta kosketusnäytöille?
04.05.2024Kuinka valo voi höyrystää vettä ilman lämpöä

Siirry arkistoon »