В Японии вырастили 1-нм полупроводниковые нанотрубки для будущих чипов

Японские исследователи создали одни из самых тонких в мире полупроводниковых нанотрубок, следует из пресс-релиза Токийского университета.

Речь идёт о структурах из дисульфида молибдена диаметром около 1 нм — это примерно в 100 000 раз тоньше человеческого волоса.

• Утверждается, что нанотрубки вырастили внутри защитных трубок из нитрида бора.

• В результате получилась коаксиальная структура: внутри находится полупроводниковая трубка из MoS₂, а снаружи — изолирующая оболочка из BN.

• Такой формат интересен для транзисторов с архитектурой gate-all-around, где затвор окружает канал со всех сторон.

«Предыдущие попытки создать неуглеродные нанотрубки требовали либо нескольких стенок, либо внутренних поддерживающих трубок, которые мешали их потенциальному использованию в качестве полупроводников. Новая 1-нм нанотрубка поддерживается снаружи, поэтому при меньшей толщине она соответствует всем необходимым критериям», — так описывается это изображение в пресс-релизе.

«Исследователи сформировали нанотрубки внутри других, более крупных и простых нанотрубок, нагревая материалы-прекурсоры в ограниченном пространстве. Снимки, полученные с помощью передовой электронной микроскопии, а также химическое картирование подтвердили наличие и атомную структуру этих крошечных вложенных трубчатых структур», — так описывается это изображение в пресс-релизе.

Зачем это нужно?

Чем меньше становятся транзисторы, тем сложнее сохранять стабильную структуру и предсказуемые свойства материалов.

Углеродные нанотрубки давно рассматривались как перспективный вариант, но у них есть проблема: даже небольшие отличия в строении могут сильно менять поведение материала — вплоть до того, будет он металлическим или полупроводниковым.

Новые нанотрубки из дисульфида молибдена могут стать более управляемой альтернативой для ультрамалых полупроводниковых каналов. По словам авторов работы, они получили атомарно точные структуры с хорошо контролируемыми свойствами, а измерения подтвердили теоретические прогнозы, сделанные более 25 лет назад.

До реального применения в чипах ещё далеко. Сейчас исследователям нужно увеличить длину нанотрубок с нескольких сотен нанометров примерно до 1 мкм, а затем научиться превращать такие структуры в полноценные рабочие транзисторы.

Однако сама работа показывает возможный путь к ещё более компактной электронике, высокоточным датчикам и исследованиям квантовых эффектов.

_{Заглавное изображение: The University of Tokyo}