Созданы эффективные кремниевые нанотранзисторы

При помощи литографии учёные изготовили протяжённые кремниевые нанопровода диаметром всего 3-5 нанометров. На этой основе экспериментаторы получили транзисторы с высокими характеристиками.

Полевые транзисторы из нанопроводков построили физики из техасского университета в Далласе (UT Dallas). Несмотря на отсутствие легированных полупроводниковых переходов, устройства показали высокую подвижность дырок, прекрасную плотность тока, низкий ток утечки и целый ряд других привлекательных свойств.

Поперечное сечение нанопровода из кремния. Масштабная линейка — 5 нм (фото Krutarth Trivedi et al./American Chemical Society).

Авторы работы показали, что преимущества нового транзистора проистекают из-за квантово-размерного эффекта (quantum confinement), то есть ограничения движения носителей заряда и квантования уровней их энергии в теле, один из размеров которого достаточно мал.

PhysOrg.com поясняет: «В то время как в объёмном кремнии дырки имеют широкое распределение по энергии, в крошечных нанопроводах „спектр“ энергии дырок значительно уже. Наличие дырок с аналогичной энергией уменьшает эффект рассеивания носителей в нанопроводе, что, в свою очередь, улучшает подвижность зарядов и плотность тока».

Учёные считают, что высокий потенциал кремния для наноэлектроники исследователям ещё предстоит раскрыть. Американцы говорят, что на основе таких транзисторов можно строить не только микросхемы, но, к примеру, высокочувствительные биосенсоры с хорошим соотношением сигнал/шум. Именно такие экспериментальные датчики белковых молекул намерена построить команда из Далласа в развитие своей работы (Подробности нынешнего опыта можно найти в статье в Nano Letters.)