Углеродные нанотрубки лягут в основу гибкой электроники

Ученые из Висконсинского университета в Мэдисоне совершили значительный рывок к созданию более эффективной электроники с улучшенным сроком службы аккумулятора, способной сгибаться и растягиваться.

Исследователи во главе с доцентом материаловедения Майклом Арнольдом и профессором Падмой Гопаланом сообщили о самых высокоэффективных транзисторах на основе углеродных нанотрубок, когда-либо продемонстрированных. Помимо прокладывания пути к улучшенной бытовой электроники, новая технология может также использоваться в промышленной и военной сфере.

В работе, опубликованной недавно в издании ACS Nano, Арнольд, Гопалан и их студенты сообщили о транзисторах с тысячекратно лучшим отношением уровней в положениях включено-выключено и со стократно лучшей проводимостью, чем современные транзисторы.

«Углеродные нанотрубки весьма прочные и гибкие, а потому они могут использоваться для создания гибких дисплеев и электроники, способной растягиваться и сгибаться, благодаря чему электронные компоненты можно будет внедрять в предметы одежды», сообщил Арнольд. „Прогресс допускает новые типы электроники, которые невозможны с более хрупкими материалами, которые используются сегодня“.

Углеродные нанотрубки — одноатомные листы углерода, скатанные в трубки. Поскольку углеродные нанотрубки являются одними из самых лучших проводников из ныне известных, они признаны перспективным материалом для транзисторов следующего поколения, которые, в свою очередь, являются полупроводниковыми устройствами, способными действовать как включатель/выключатель тока, или для усиления тока. Это формирует основу электронных устройств.

Однако ученые попытались изолировать настоящие полупроводниковые углеродные нанотрубки, которые крайне важны, поскольку металлические примеси нанотрубок действуют как медные провода и производят короткое замыкание устройства. Также исследователи пытаются контролировать размещение и выравнивание нанотрубок. До сих пор, две этих проблемы ограничивали развитие высокоэффективных транзисторов на основе углеродных нанотрубок.

Основываясь на более чем двадцатилетнем исследовании углеродных нанотрубок, ученые с помощью передовых технологий, использующих полимеры для выборочной сортировки полупроводящих нанотрубок, добились создания полупроводящих углеродных нанотрубок крайне высокой чистоты.

Новый прогресс ученых также приближает область к пониманию транзисторов на основе углеродных нанотрубок как реальной замены кремниевых транзисторов в компьютерных микросхемах и высокочастотных устройствах связи.