Наноленты из графена могут подтвердить закон мура
С каждым новым поколением микрочипов транзисторы помещались все ближе и ближе друг к другу. Потенциально это будет продолжаться до тех пор, пока улучшения все еще возможны или пока не появится нечто откровенно революционное.
Одним из материалов, которые могут послужить основой для такой революции, является графен.
Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли (США) вплотную приблизились к созданию графеновых нанолент, позволяющих в 10 000 раз повысить плотность расположения транзисторов на компьютерном чипе.
Графен уже принес своим создателям Нобелевскую премию, но подлинные перспективы материала еще только начинают проясняться. Графен представляет собой лист углерода толщиной в один атом.
Его расположение в двух измерениях обеспечивает удивительные свойства материала, такие как чрезвычайно высокая электропроводность при комнатной температуре.
Исследование в области нанолент в последние 10 лет концентрировались на использовании лазеров для аккуратного придания формы нанолентам шириной в 10-20 атомов из более крупных листов графена. Точность составляла миллиардные доли дюйма, что действительно звучит довольно внушительно.
Однако даже несколько атомов углерода могут полностью изменить свойства ленты, что не позволяет ей выступать полупроводником при комнатной температуре.
Химик Феликс Фишер (Felix Fischer) из Университета Беркли считает, что он нашел решение. Вместо того чтобы вырезать ленты из более крупных листов, словно безумный портной с микроскопом, Фишер создает наноленты, которые полностью формируются в результате химического процесса.
В сущности, он работает над новым способом создания графена, который уже в достаточной степени подходит для получения нанолент.
В начале Фишер синтезировал атомы углерода, структура которых похожа на структуру бензина. Нагревание этих молекул при определенных условиях приводит к тому, что они соединяются друг с другом в длинную цепь.
Второй этап нагревания отделяет большинство атомов водорода, освобождая углерод и позволяя ему образовывать соединения в форме медовых сот, получая, в конечном итоге, графен. Этот процесс позволяет Фишеру и его коллегам контролировать расположение каждого атома углерода в получаемой наноленте.
Созданные Фишером графеновые наноленты действительно способны передавать электроны в тысячи раз быстрее по сравнению с традиционными металлическими проводниками. Транзисторы на основе нанолент могут помещаться очень близко друг к другу – человеческий волос, к примеру, в 10 000 раз шире по сравнению с нанолентами Фишера.
Таким образом, чип, основанный на графеновых нанолентах, может включать в себя огромное количество очень быстрых транзисторов, которые в сравнении с металлом передают тепло более эффективно.
Если процесс будет доведен до совершенства и может быть реализован в промышленных масштабах, применение графеновых нанолент может значительно улучшить традиционные электронные цепи. Работа всех устройств, включая процессоры и устройства хранения, может ускориться, и закон Мура все-таки продолжит действовать.
По материалам ExtremeTech.
Источник: И. Штепа nauka21vek.ru
