Углеродный транзистор может стать самым быстрым
Исследователи Мэрилэндского университета (University of Maryland) утверждают, что углеродные транзисторы смогут стать самыми быстродействующими, опережая кроме того известных спринтеров – транзисторы из антимонида индия (InSb). Они имеют в виду транзисторы, изготовленные на базе графена, одноатомного слоя чистого графита.
В простых полупроводниках подвижность электронов пропорциональна температуре, поскольку, чем ниже температура, тем меньше колебания решетки (т.н. фононы), на которых рассеиваются электроны, и тем выше подвижность. В соответствии с изучениям «мэрилэндцев», подвижность электронов в графене ведет себя необыкновенным образом, достигая максимума при комнатной температуре (наряду с этим принципиально важно верно выбрать подложку). Колебания решетки в графене так не сильный, что более ключевую роль играются вторичные эффекты, такие как примеси либо подложка.
В кремнии подвижность электронов около 1400 см2/В х с, в антимониде индия – 77000 см2/В х с. Подвижность электронов в графене в диапазоне 50 – 500 К, в соответствии с измерениям исследователей из Мэриленда, составила 15000 см2/В х с. Согласно точки зрения начальника исследовательской группы М. Фурера (Michael Fuhrer), в случае если удалить примеси, то подвижность в графене может достигнуть 200000 см2/В х с при комнатной температуре, что более, чем в 100 раз выше, чем в кремнии. К слову, подвижность электронов в углеродных нанотрубках также довольно большая – 100000 см2/В х с. С целью достижения этих высоких параметров нужно обучиться очищать углеродные наноструктуры от примесей и использовать подходящие подложки.
В собственных опытах мэрилэндские исследователи осаждали графеновые слои на двуокись кремния, более подходящими авторы вычисляют подложки из карбида кремния либо бриллианта. Еще более радикальное ответ – всецело исключить влияние подложки, расположив графеновый канал транзистора в области воздушного зазора. При подложки из двуокиси кремния подвижность в графеновом транзисторе будет ограничена 40000 см2/В х с, что также достаточно оптимистично.
Создатель – С.Т.К.
