Полупроводники из нанотрубок

Подвижность заряженных частиц в углеродных нанотрубках примерно в 70 раз превышает подвижность как носителей тока частиц кремния

Подвижность заря?женных части?ц в углеродных нано?трубках примерно в 70 раз превышает подвижность как носителей тока частиц кремния, который сегодня используется при изготовлении процессоров

По данным ученых из университета штата Мэриленд (США), углеродные нанотрубки, составляющие основу экспериментальных материалов, которые, возможно, придут на смену традиционному сырью для производства микросхем, при комнатной температуре проводят электричество лучше любого другого вещества.

В отчете, недавно опубликованном в научном журнале Nano Letters, говорится, что подвижность заряженных частиц в углеродных нанотрубках примерно в 70 раз превышает подвижность как носителей тока частиц кремния, который сегодня используется при изготовлении процессоров, и на 25% выше, чем у любого другого известного полупроводникового материала.

Подвижность носителей тока вычисляется как отношение скорости направленного движения носителей заряда в веществе под действием электрического поля к напряженности этого поля и характеризует величины токов, протекающих через вещество. Иными словам, применительно к полупроводникам подвижность заряженных частиц позволяет оценить, насколько быстро происходит прохождение электронов через канальную область транзистора.

«Наверное, это самый полезный параметр, характеризующий свойства полупроводников», — заметил преподаватель университета штата Мэриленд Майкл Фюрер, возглавляющий группу ученых, проводящих исследования в области углеродных нанотрубок.

Напомним, что сейчас производители микросхем используют транзисторы, размещаемые на кремниевой подложке. Одной из их самых серьезных проблем в последнее время стали утечки токов, увеличивающиеся по мере уменьшения топологических размеров элементов микросхем вследствие перехода к более совершенным технологиям их изготовления.

Сегодня конструкторы изучают возможность использования углеродных нанотрубок в качестве основы для альтернативных материалов, которые могли бы применяться при производстве микросхем. Нанотрубки представляют собой цилиндрические образования мельчайших размеров, их толщина сопоставима с размерами атома углерода.

Как объяснил Фюрер, вследствие более сильных и более устойчивых связей между атомами углерода при протекании тока в нанотрубках утечки даже меньше, чем при прохождении через медные соединения современных микросхем.

Ученые пришли к выводу, что углеродные нанотрубки обеспечивают еще и перенос тока с более высокой по сравнению с кремниевыми транзисторами скоростью, а также позволяют точнее фиксировать изменения электрических параметров. Таким образом, нанотрубки можно использовать и в качестве высокочувствительных датчиков.

К примеру, специализированные нанотрубки могли бы регистрировать слабые электрические сигналы, излучаемые молекулой какого-то химического вещества или, скажем, цепочкой ДНК, и инициировать передачу информации о местоположении этой молекулы или цепочки.

Дальнейшие исследования покажут, придут ли в конечном итоге углеродные нанотрубки на смену КМОП-структурам, которые используются при производстве микросхем сегодня. Но открытие высокой подвижности заряженных частиц новых материалов, изготавливаемых из нанотрубок, уже сейчас свидетельствует о том, что они могут применяться в качестве полупроводников.

Часть национальной стратегии

Лорд Дэвид Сэйнсбери: «Великобритании необходимо предпринять ?решительные шаги?, если она собирается добиваться роста производства»

Правительство Великобритании объявило о планах по разработке Национальной технологической стратегии. Ее главная цель — ускорение работ над инновационными технологиями, в особенности над теми, которые могут экспортироваться за пределы страны.

Руководитель британского Министерства торговли и промышленности Патриция Хьюитт недавно представила на рассмотрение Кабинета министров доклад, озаглавленный «Конкуренция в условиях глобализации экономики: битва технологий». В нем, в частности, было сказано, что правительство намерено вложить около 263,2 млн. долл. в реализацию Национальной технологической стратегии. В исследования в области нанотехнологий планируется инвестировать 60% этой суммы.

«Будущее страны зависит от использования новых идей, особенно в областях нано- и биотехнологий, а также в коммуникационной и информационной сферах», — говорится в докладе. В течение ближайших десяти лет правительство планирует вывести страну в европейские лидеры по исследованиям и разработкам продуктов и технологий для коммерческого применения, а также по числу патентов. «Для этого в рамках национальной стратегии должны быть сформированы необходимая структура и оказана поддержка тем начинаниям, которые более всего в ней нуждаются», — отмечается в отчете.

Лорд Дэвид Сэйнсбери, британский министр науки и инноваций, заявил, что год назад по просьбе Хьюитт им было проведено исследование влияния правительственной политики на инновационный климат. По его словам, выяснилось, что Великобритании необходимо предпринять «решительные шаги», если она собирается добиваться роста производства и искоренения пагубной привычки экономить за счет использования дешевой рабочей силы.

Рабочие во Франции, Германии и США в час производят на четверть, а то и на треть больше, чем их английские коллеги. Изменить ситуацию, по мнению авторов отчета, поможет улучшение системы образования и массовое внедрение культуры «обучения в течение всей жизни».

Само правительство должно стать более «разумным заказчиком» при планировании собственных расходов, отдавая предпочтение инновационным технологиям при распределении бюджетных средств (годовой бюджет страны в настоящее время составляет около 192 млрд. долл.). Кроме того, правительство в рамках специальной программы поддержки малого бизнеса намерено стимулировать обмен знаниями и инновациями.