Применение углеродных наноструктур в молекулярной электронике

Малые размеры, возможность при синтезе получить необходимую электропроводность, механическая прочность и химическая стабильность делают нанотрубки весьма желанным материалом для производства рабочих элементов в микроэлектронике. Рассмотрим реальные и гипотетические структуры молекулярной электроники, использующие нанотрубки.

Разработаны способы синтеза нанотрубок преимущественно заданной хиральности и, как следствие, заданной электропроводности, придуманы способы легирования нанотрубок и управления концентрацией носителей заряда p? или n?типа. Как видим, есть практически полная аналогия с тем, как это делается для обычных полупроводников — кремния, германия, арсенида и нитрида галлия, только размеры элементов полупроводниковых устройств в случае нанотрубок составляют единицы нанометров (если речь идет о диаметрах одностенных нанотрубок).

Фирмой IBM еще в 1998 г. был создан полевой транзистор на основе полупроводниковой или металлической нанотрубки, работающий при комнатной (в первом случае) и сверхнизкой (во втором) температуре (рис. 5.7). Нанотрубка лежит на непроводящей (кварцевой) подложке в контакте с двумя сверхтонкими проводами, в качестве третьего электрода (затвора) используется кремниевый слой. В транзисторе на полупроводниковой нанотрубке электрическое поле управляет концентрацией носителей в зонах делокализованных состояний. В полупроводниковой нанотрубке при обычных условиях концентрация носителей в зонах мала и нанотрубка обладает высоким сопротивлением. При подаче на третий электрод (затвор) электрического потенциала U в области нанотрубки возникает электрическое поле и изгиб энергетических зон изменяется.

Технологии применения углеродных нанотрубок


Читать еще…

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: