Tranzystorowe Technologie Przyszłości

Nanodruty…

Czym są:

Jednym z wielu bogactw obfitującego w różnorodność „nanoświata" są nanodruty. Cienkie, podłużne twory o średnicy zaledwie paru nanometrów (jeden nanometr to jedna milionowa milimetra) i kolosalnej jak na tą skalę długości, dochodzącej nawet do kilkuset mikrometrów (jeden mikrometr to jedna tysięczna milimetra), czyli są około 10000 razy dłuższe niż ich średnica. Nanodruty zostały zaobserwowane po raz pierwszy w latach osiemdziesiątych ubiegłego stulecia.

Nanodrut krzemowy obserwowany pod mikroskopem TEM.

Już od samego początku swojego młodego naukowego życia budziły szerokie zainteresowanie ze względu na możliwe zastosowania: od zwykłych ścieżek poczynając (są kilkaset razy cieńsze niż ścieżki otrzymywane metodą litograficzną), poprzez diody, do bardziej skomplikowanych układów tranzystorowych.

Porównanie nanodrutu krzemowego z aktualnie wytwarzanymi metodą litograficzną ścieżkami miedzianymi.

Jak się je produkuje:

Nanodruty wytwarzane są podczas procesu VLS, skrót pochodzi od pierwszych liter angielskich nazw 3 stanów skupienia przez jakie przechodzi substancja zanim utworzy właściwy nanodrut; są to V- Vapor (mgła), L – Liquid (ciecz), S- Solid (stan stały).

Schemat ideowy układu VLS.

Idea procesu VLS jest dość prosta, a mianowicie w grzejniku wypełnionym argonem umieszczamy próbkę z materiałem, z którego chcemy otrzymać nanodrut. Za pomocą silnej wiązki laserowej, poprzez ablację, wybijamy cząsteczki (w przypadku pokazanym wyżej) arsenku galu i nad umieszczonym wewnątrz obszarem wzrostu (zaznaczonym na zielono) tworzy się mgła. Powierzchnia obszaru wzrostu pokryta jest nanoklastrami (kryształkami nanometrowych rozmiarów) złota, z których w obecności oparów InP i wysokiej temperatury tworzy się płynny stop.

Nanodrut GaAs widziany pod mikroskopem HR-TEM.

Po pewnym czasie w losowym kierunku następuje wzrost nanodrutu, który trwa do momentu dostarczania oparów fosforku indu w okolice naszej nowo narodzonej nanostruktury. Po zakończeniu procesu otrzymujemy:

Plątanina nanodrutów otrzymanych za pomocą technologii VLS.

Zastosowanie:

Lecz zaraz, zaraz… Miało być o tranzystorach a tutaj piszą coś o nanodrutach… Spokojnie czytelniku, zaraz napiszemy o tranzystorach, a mianowicie o tranzystorach opartych właśnie na opisanych wyżej nanodrutach.

Ideowy schemat tranzystora opartego na nanodrucie krzemowym.

Jak widać na rysunku powyżej, tranzystor oparty na nanodrucie niewiele różni się w schematycznej budowie od używanych obecnie. Niemniej jednak ma dwie zasadnicze zalety w stosunku do aktualnych rozwiązań: pozwala na znaczne zmniejszenie rozmiarów tranzystora oraz ma o wiele lepsze charakterystyki niż klasyczne konstrukcje. Pomysł ten doczekał się już pierwszych realizacji w laboratoriach badawczych.

Zdjęcie tranzystora opartego na nanodrucie, zrobione od góry, za pomocą mikroskopu TEM.

Co prawda, co z pewnością zauważy co uważniejszy czytelnik, pierwsze konstrukcje nie są powalające ze względu na rozmiary. Są około 10 krotnie większe, lecz trzeba wziąć pod uwagę fakt, że są to pierwsze laboratoryjne konstrukcje, mające jedyne na celu sprawdzenie czy taka aplikacja ma w ogóle prawo bytu. Zaprezentowany wyżej tranzystor okazał się lepszy od odpowiedników produkowanych w starej i bardzo dobrze opanowanej technologii litograficznej. Jak na jedną z pierwszych konstrukcji, wynik jest naprawdę bardzo obiecujący. W najbliższej przyszłości zaczną się w naszym otoczeniu pojawiać produkty oparte właśnie na zminiaturyzowanych i dopracowanych wersjach wyżej zaprezentowanego tranzystora.

• « pierwsza
• ‹ poprzednia
• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6
• następna ›
• ostatnia »