Компьютерра, 2007 № 10 (678) (Журнал «Компьютерра») - страница 11
Физикам из Манчестерского университета впервые удалось изготовить эффективный углеродный транзистор толщиной всего в один атом и шириной менее полусотни атомов. Такие транзисторы работают при комнатной температуре, управляются единственным электроном и обещают прийти на смену кремниевой электронике, когда она исчерпает свои возможности.
Новый транзистор изготовлен из графена - впервые полученного лишь три года тому назад монослоя атомов углерода, образующих похожую на соты гексагональную структуру. Ученые называют графен «отцом» большинства форм углерода. Если слои графена положить друг на друга и увязать слабыми связями, то получится обычный графит. Если полоску графена свернуть, то выйдет углеродная нанотрубка, а если вырезать из нее нехитрую выкройку, то ее можно свернуть в похожий на футбольный мяч фуллерен.
Вопреки ожиданиям, графен оказался стабилен при комнатной температуре, он прекрасно проводит электрический ток, и ученые в последние годы активно ищут ему применения. Первый графеновый транзистор был изготовлен еще в 2004 году. Однако он толком не закрывался, создавая неприемлемо большие утечки. Новый транзистор уже не страдает таким недостатком. Он работает, используя принцип «кулоновской блокады». Помещенный в узком (меньше 10 нм) проходе, электрон действует как своеобразная пробка, преграждая путь другим электронам. В результате получается очень быстрый переключатель, управляемый небольшим напряжением. Его детальное описание скоро будет опубликовано в журнале Physical Review Letters. Такой графеновый транзистор изготавливают с помощью обычной электронно-лучевой литографии. Он стабилен и может работать при комнатной температуре (полученные ранее кремниевые транзисторы, использующие принцип кулоновской блокады, функционируют лишь при очень низких температурах).
Любопытно, что по теории, идеально плоские двухмерные кристаллы стабильными быть не могут. Удары окружающих молекул газа легко их «расплавляют». Но оказалось, что подвешенные на металлической сетке листы графена плоскими не остаются, а покрываются волнами высотой около 1 нм и длиной порядка 25 нм. эти волны и делают материал устойчивым к внешним воздействиям.
Пока с графеновой электроникой далеко не все ясно. Например, неизвестно, что происходит с электронами на границах листа графена. Есть и другие фундаментальные проблемы. Однако экспетры прпедполагают, что к 2020 году все загадка удастся решить. К этому времени кремниевая электроника может исчерпать свои возможности и ей придется искать замену. Вполне возможно, что заменит ее именно графен. ГА