Новый компонент для создания проводов – наноленты из металлизированного графена

images/novyij-komponent-dlya-sozdaniya-provodov-nanolentyi-iz-metallizirovannogo.jpgКремний был предпочтительным материалом для производства электроники на протяжении десятилетий, но он уже порядком устарел. Ему на замену придут углеродные транзисторы и схемы, и теперь инженеры Калифорнийского университета в Беркли создали металлические графеновые наноленты, которые могут использоваться в качестве проводов.

Закон Мура - это теория, которая описывает скорость технологического прогресса, утверждая, что количество транзисторов в компьютерном чипе будет удваиваться каждые два года или около того. Это утверждение считалось правдивым на протяжении десятка лет, но в последние годы процесс совершенствования процессоров начинает замедляться, поскольку мы достигли физических пределов.

Углерод – отличная замена кремния

Имеющийся в изобилии, дешевый и доступный во множестве форм, углерод является отличным претендентом для возобновления соблюдения закона Мура, особенно если удастся создать полностью углеродную схему. Графит, алмаз и углеродные нанотрубки - все это формы углерода, которые доказали свою полезность в различных электронных компонентах.

Но, пожалуй, наиболее многообещающим является графен, где толщина решетки углерода составляет всего один атом. Он также может принимать различные формы - плоские листы, шары, крошечные квантовые точки или длинные тонкие «наноленты». И именно усовершенствовав последнюю его форму команда Калифорнийского университета в Беркли совершила прорыв.

Графеновые наноленты обычно являются полупроводниками, но команде удалось превратить их в металлы, что сделало их проводящими и способными функционировать как провода. «Мы думаем, что использовать наноленты вместо металлических проводов - это настоящий прорыв», - говорит Феликс Фишер, автор исследования. «Это первый случай, когда мы можем намеренно создать ультратонкий металлический проводник из материалов на основе углерода без необходимости внешнего легирования».

Принцип создания новых нанолент

Чтобы создать эти металлические наноленты, команда сшила короткие сегменты вместе, используя тепло, чтобы молекулы химически реагировали и соединялись вместе, образуя более длинную цепочку. В конце концов, нанолента имела длину в несколько десятков нанометров и ширину всего 1,6 нанометра.

Когда она была изготовлена, исследователи обнаружили, что наноленты обладают электронными свойствами металла, причем каждый сегмент вносит только один проводящий электрон, который затем может свободно течь по ленте. И, наконец, команда внесла одно крошечное изменение в структуру, чтобы еще больше повысить ее производительность.

«Используя химию, мы внесли изменение в структуру наноленты, меняя каждый сотый атом, что усиливало ее проводящие свойства», - говорит Майкл Кромми, автор исследования. Хотя углеродные наноленты являются отличными проводниками и показали себя с лучшей стороны, команда утверждает, что их затруднительно производить в больших масштабах.

Наноленты легче производить оптом, что делает полностью углеродную электронику более реальной для внедрения. «Создание нанолент станет основой для совершения еще большего количества открытий в этой сфере», - говорит Кромми. «Теперь мы можем сшивать электроны вместе, чтобы создавать металлические наноленты, что раньше было невозможно».