Nanotubos de Carbono

É bem conhecido que a tecnologia de silício convencional para o fabrico de plenárias fichas electrónicos veio próximo do seu limite teórico para a miniaturização dos elementos individuais. Em seguida - o tamanho em nanómetros: o transistor, que é comparável em magnitude para uma única molécula. E aqui, entre outros "pretendentes" ao palco mais uma vez ir nanotubos de carbono (CNT). Protótipos de transistores para CNT foram criados, não só que eles são menores do que os de silício "ancestrais" - eles ainda são muito superiores à sua velocidade.

Como fazer isso?

Com a ajuda de CNT transistor de efeito de campo podem ser criados, o princípio de acção é completamente equivalente ao trabalho do transistor de efeito de campo tradicional - excepto para o facto de o canal de transporte de carga é um tubo de carbono. O mais simples regime deste transistor é mostrado na Figura

O transistor é feita como se segue. A pastilha de silício é aplicado um par de eletrodos - a fonte de escoamento e entre eles tem um nanotubo. A placa é muito o obturador. No estado normal do canal é fechado, desde uma barreira de potencial de buracos. A banda de condução e bandas de valência são separados por um intervalo de banda larga de uma eV alguns.

Mas, se uma tensão para o portão que leva ao aparecimento de um campo eléctrico, onde o CNT é, a sua transição diagrama banda

sintonizável, torna-se um bom condutor. Assim, através da variação da tensão da porta pode controlar a condutividade do nanotubo e, consequentemente, para abrir ou bloquear o transistor.

Que pode ser melhor do que o silício?

Em primeiro lugar, o desempenho de transistor CNT é muito maior do que a velocidade de transistores de silício. Por algumas estimativas, o nanotubo pode ser operado a uma freqüência na THz I, que é centenas de vezes mais rápido que a velocidade dos computadores modernos. Sabe-se agora estabelecida com base em dispositivos de nanotubos que operam a frequências até 30 GHz, que é a frequência de relógio muito mais elevada do processador moderno boa.Isto é conseguido devido à alta mobilidade dos electrões na otrubkah pan (em silício, este parâmetro é de 1400 cm2/V- s, e nos nanotubos - 100 LLC smuV-c).

Em segundo lugar, o limite teórico para a miniaturização de elemento de silício

elementos é de 12 nm. Para este não há nenhum limite CNT, o tamanho dos elementos baseados neles pode atingir o tamanho da molécula. Já estabelecido o tamanho dos transistores 18 × 1 nm, o que, mesmo sem optimização significativa da tecnologia da sua produção, em muitos aspectos, funcionam melhor do que o silício, é muito maior em tamanho. E este não é o limite de miniaturização.

Em terceiro lugar, o processo de produção de CNT baseados transistorespode ser feita muito mais simples do que a produção de células de silício. Isto é possível graças a tecnologia de impressão de tinta transistores consistem de nanotubos de carbono, desenvolvido pela NEC. No momento, pode imprimir um transistor todo, incluindo eletrodos, camadas de isolamento e cordas de nanotubos. A vantagem aparente de tecnologia será criado por um declínio acentuado na quantidade de substâncias nocivas libertadas para o ambiente, por exemplo, as emissões de dióxido de carbono, mas as estimativas pode ser reduzida em mais de 90%.

Além disso, a síntese possível de em forma de Y nanotubos , que em si próprios pode servir como um transistor, sem quaisquer elementos adicionais.Fotografia MET e diagrama deste transistor é mostrado na fig. Três. Para criar essas estruturas é aplicado às acabados CNT-cataliticamente activos nanopartículas de titânio, que funcionam como pontos de crescimento de um "ramo" segundo sobre a superfície é formada por tubo. Quando uma voltagem é aplicada ao "tronco" do fluxo de elétrons de nanotubos de um ramo para outra paragem. Uma vez restaurado o potencial zero das "tronco" nanotransistors, o fluxo de corrente através dos "ramos" de currículos. Assim, uma tal estrutura funciona no transistor de efeito de campo mesmo. Portanto, a partir das extensas redes de nanotubos é possível criar chips para computadores que serão velocidade ultra-slim e ultra diferente.

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