Создан эффективный метод передачи сигнала нанокомпонентам

Физики разработали инновационный метод, который допускает эффективное использование нанокомпонентов в электронных микросхемах.

Для этого ученые создали слой, в котором нанокомпонент соединяется с двумя электрическими проводниками, которые с высокой эффективностью разъединяют электрический сигнал.

Результаты опубликованы в издании Nature Communications.

Электронные компоненты становятся все меньше. В лабораториях уже производятся детали величиной порядка нескольких нанометров — примерно 10 атомов. Благодаря миниатюризации многочисленные электронные компоненты помещаются в ограниченном пространстве, что в будущем еще более повысит эффективность электроники.

Ученые по всему миру стремятся выяснить, как производить такие нанокомпоненты при помощи углеродных нанотрубок. Нанотрубки обладают уникальными свойствами: они предлагают превосходную теплопроводность, способны сопротивляться большим токам и подходят для использования в качестве как проводников, так и полупроводников. Однако остается проблематичной передача сигнала между нанотрубкой и значительно более крупным электрическим проводником, поскольку электрический сигнал в большом объеме теряется из-за отражения его части.

Эффективность повышает антиотражающее покрытие

Подобная проблема наблюдается с источниками света внутри стеклянных объектов. Значительное количество света отражают стенки, а это значит, что лишь малая доля выходит наружу. Этому эффекту можно противопоставить антиотражающее покрытие на стенках.

Во главе с профессором Шоненбергером исследователи из Базеля предприняли подобный подход в наноэлектронике. Они разработали антиотражающее устройство для электрических сигналов для сокращения отражения, которое наблюдается в ходе передачи от нанокомпонентов более крупным микросхемам. Для этого ученые создали специальное формирование электрических проводников определенной длины, соединенных с углеродными нанотрубками.

Так ученые смогли эффективно разъединять высокочастотный сигнал от нанокомпонента.

Проблема из-за разницы сопротивления

Соединение наноструктур со значительно более крупными проводниками оказалось делом непростым, поскольку у них разные сопротивления. Чем выше разница сопротивлений между двумя проводящими структурами, тем больше потеря в ходе передачи. Разница между нанокомпонентами и макропроводниками настолько велика, что если не принять контрмеры, не удастся передать вообще никакой сигнал. Антиотражающее устройство минимизирует этот эффект и регулирует сопротивления, приводя к эффективному соединению.

В итоге исследователи, используя нанокомпоненты для передачи сигналов, существенно приближаются к цели.