Новая трехмерная графеновая электроника

В исследовании, опубликованном в журнале Science, манчестерская команда под руководством Нобелевских лауреатов, профессоров Андрея Гейма и Константина Новоселова, в буквальном смысле слова открыла новое измерение в области исследований графена. Они продемонстрировали трехмерный графеновый транзистор, который позволит графену стать новым кремнием.

Графен является поразительным материалом, состоящим из одного слоя атомов углерода, обладающим бесчисленными уникальными свойствами в самых разных областях, начиная с электрической и химической и заканчивая оптической и механической.

Одним из множества потенциальных способов применения графена может стать использование его в качестве базового материала компьютерных чипов, вместо кремния. Такая перспектива уже успела привлечь крупных изготовителей чипов, включая IBM, Samsung, Texas Instruments и Intel. Отдельные графеновые транзисторы с очень высокими частотами (до 300 Гц) уже были продемонстрированы множеством групп по всем миру.

К сожалению, эти транзисторы не могут быть плотно упакованы в компьютерном чипе, поскольку уровень утечки тока слишком велик, даже для графена в наиболее непроводящем ток состоянии. Этот электрический ток приведет к расплавлению чипа в доли секунды.

Эта проблема преследует графеновые транзисторы с 2004 года, когда манчестерские исследователи сообщили об открытии графена. Несмотря на усилия мирового научного сообщества, с тех пор не было обнаружено решения данной задачи.

Ученые из Манчестерского университета предложили использовать графен не в горизонтальной, как во всех предыдущих исследованиях, а в вертикальной плоскости и создали так называемый туннельный диод.

Доктор Леонид Пономаренко, который проводил экспериментальную работу, сказал: "Мы испытали концептуально новый подход к графеновой электронике. Наши транзисторы хорошо себя показали. Я считаю, что они могут быть значительно улучшены, уменьшены в размерах до нанометровых величин и доведены до суб-Тгц частот".

"Продемонстрированные транзисторы важны, но концепт атомной слоеной сборки, пожалуй, еще важней", - пояснил профессор Гейм. Профессор Новоселов добавил: "Туннельные транзисторы - только один пример из неисчислимого количества возможных слоеных структур и новых устройств, которые могут быть созданы подобным образом. Это открывает неисчислимые возможности, как для фундаментальной физики, так и для практического применения. Другие возможные примеры включают светодиоды, фотогальванику и так далее".

Оригинал (на англ. языке): Physorg

• Умные часы завышают расход калорий: учёные проверили четыре популярные модели
• Учёные обнаружили, что сверхтонкие алмазные мембраны способны вырабатывать электричество
• Учёные разработали жевательную резинку, которая может снижать уровень HPV и опасных бактерий во рту
• Ученые расплавили алмаз при давлении выше, чем в недрах Нептуна
• Учёные превратили спутники Starlink в гигантский сканер верхних слоёв атмосферы
• Новый катализатор позволит сократить расход платины в водородных топливных элементах на 75%
• Управляемые микротрещины помогли создать сверхмалые пиксели из квантовых точек
• Сверхбыстрые рентгеновские импульсы позволили увидеть химические реакции на уровне отдельных атомов