JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

logotypen

Hiilen nanorakenteisiin perustuva transistori oli vielä jokin aika sitten vain futuristinen unelma. Nyt se voi olla todellisuutta vain muutaman vuoden kuluttua. Sveitsiläisen Empa-tutkimuslaitoksen piirissä työskentelevä kansainvälinen tutkimusryhmä on onnistunut tuottamaan nanotransistoreita grafeeninauhoista, jotka ovat vain muutamien atomien levyisiä.

Grafeeni on johtava materiaali mutta siitä voi saada puolijohteen sopivien nanonauhojen muodossa. Koska grafeeni koostuu tasasivuisista hiilen kuusikulmioista, sen reuna voi olla sahalaitainen tai nojatuolen muotoinen. Sahalaitareunaiset rakenteet toimivat kuin metallit ja nojatuolimaiset puolijohteiden tapaan. Ongelma on ollut oikean muotoisten nanonauhojen tuottaminen.

Empan tutkijat yhteistyössä Max Planck Institute for Polymer Researchin kanssa Mainzista ja University of California at Berkeleyn kanssa ovat nyt onnistuneet kasvattamaan nauhoja täsmälleen yhdeksän atomin levyisinä, joilla on säännöllinen nojatuolimainen reuna.

Useiden prosessivaiheiden jälkeen grafeenikaistaleet liitetään kultarakenteeseen, jolloin muodostuu halutunlaisia nanonauhoja. Niiden leveys on noin yksi nanometri ja pituus huimat 50 nanometriä.

Näillä rakenteilla on nyt suhteellisen suuret ja ennen kaikkea tarkasti määritellyt energiaerot. Tämän ansiosta tutkijat pystyivät ottamaan askeleen eteenpäin ja integroimaan grafeeninauhat nanotransistoreihin.

Aluksi ensimmäiset yritykset eivät olleet kovin onnistuneita. Mittaukset osoittivat, että virran ero "on" ja "off" -tilojen välillä oli aivan liian pieni. Ongelmana saatiin ratkaistua käyttämällä hafniumoksidia (HfO2) piioksidin sijaan dielektrisenä materiaalina jolloin virtojen "on/off " -suhteeksi muodostui 10 E5.

Toinen ongelma oli grafeeninauhojen sisällyttäminen transistoriin. Tulevaisuudessa nauhoja ei enää sijoiteta sekalaisesti transistorisubstraatille, vaan pikemminkin kohdistetusti transistorikanavaan.

Tutkimusartikkeli on luettavissa Nature Communicationsin sivuilla.

Veijo Hänninen

Nanobittejä 5.12.2017

 
 

Kustomoitu piiri on täydellinen teollisen internetin sovelluksiin

Teollisen internetin tai IIoT:n (Industrial Internet of Things) tarkoitus on hyvin yksinkertainen: tehdä tuotantolaitoksista mahdollisimman tehokkaita optimoimalla kaikki operaatiot, joihin kuuluvat tuotanto, materiaalien hallinta ja ylläpito.

Lue lisää...

Yhdistelmäkenno näkee tarkasti myös pimeässä

Kahta eri teknologiaa yhdistävä IT-EMCCD-kuvakenno näkee tarkasti sekä yön pimeydessä että kirkkaassa päivänvalossa. Laajan dynamiikan ansiosta yhdellä kameralla voidaan siten kuvata tarkasti näkymiä, jotka sisältävät sekä erittäin pimeitä että kirkkaita kohtia.

Lue lisää...
 
ETN_fi Helsinki wants to become the smartest city in the world. See https://t.co/bZTM7Z5JS5 #100lasissa
13hreplyretweetfavorite
ETN_fi The 1st ever official roaming groupcall between Finnish VIRVE and Nodnett of Norway. See https://t.co/WryGLaLGkq @erillisverkot
ETN_fi AI democratizes development, says @adhorn at #hacktalks. See https://t.co/AslQeZYSAV
ETN_fi Robots can´t do backflips, right? https://t.co/KtogoRB25R
ETN_fi Risto Siilasmaa of Nokia: Why you should study AI and Machine Learning and how I did it https://t.co/ifOQ9CtGn0
 
 

ny template