Датские ученые приблизились к созданию графеновой электроники

05.04.2019

Исследователи из Дании смогли создать запрещённую зону графена, не ухудшив свойства материала. Решение этой задачи стало важным шагом в нанотехнологиях.

Теоретически графен идеально подходит для создания наноэлектроники. Он очень тонкий, толщиной всего в 1 атом, состоит из неограниченного запаса атомов углерода и прекрасно проводит электрический ток. Учёные предполагают, что графен меняет свои свойства при образовании в нём каналов, что позволяет применять его в решении многих задач. Всё это в теории. А на практике оказалось, что даже минимальные нарушения регулярности в материале ведут к нарушению его свойств.

Image credit: Carl Otto Moesgaard
Датские исследователи только что решили одну из важнейших задач создания эффективной наноэлектроники на основе графена: вывести графен до наноразмерных размеров, не нарушая электрических свойств. Это позволяет им достигать электрических токов на порядки выше, чем ранее достигнутые для таких структур. Работа показывает, что квантовые транспортные свойства, необходимые для будущей электроники, могут выжить, уменьшившись до размеров 10 нанометров.

Учёные 15 лет бились над созданием запрещённой зоны, которая критически важна в транзисторах и оптоэлектронике. И вот, наконец, датским исследователям удалось это сделать. Они использовали электронно-лучевую литографию и нанесли ровные ряды из отверстий на графене и покрывающем его защитном слое нитрида бора. Дырочки имели диаметр 20 нм с неровностью края всего 1 нм. Расстояние между отверстиями составляло 12 нм.

Оказалось, что такая конструкция проводит в 1000 раз больше электрического тока, чем удавалось раньше. Учёные пришли к выводу, что существует возможность контролировать структуру запрещённой зоны графена и менять её поведение, не нарушая свойства материала. Создание отверстий путём электронно-лучевой литографии выдерживают и некоторые из самых требовательных эффектов квантовой электроники.

Благодаря тому, что исследователи научились управлять электронными свойствами графена, этот материал, вероятно, скоро можно будет использовать для создания наноэлектроники.

Источник: Breakthrough in the search for graphene-based electronics