Ученые клонировали нанотрубки, чтобы открыть их потенциал в электронике

С помощью нового метода исследователи могут выращивать углеродные полупроводниковые нанотрубки предопределенных структур.

Сердце компьютерной индустрии названо «Силиконовой долиной» неспроста. Прежде всего, стоит отметить, что это в русском языке прижилось упоминание силикона, который больше известен как компонент имплантов в пластической хирургии. На самом деле, конечно, не про силикон речь, а про кремний (в английском языке они пишутся почти одинаково: silicone и silicon соответственно). Итак, „кремниевая долина“ получила свое название в честь кремния, из которого еще с 1960-х годов изготавливаются микросхемы. И вот теперь благодаря группе ученых из университета Южной Калифорнии углеродные нанотрубки могут стать конкурентом кремнию в борьбе за „электронный“ трон.

Ученые и эксперты уже давно думают, что однажды углеродные нанотрубочные транзисторы заменят кремниевых предшественников. В 1988 году в Дельфтском университете были созданные первые углеродные нанотрубочные транзисторы в мире. Стоит отметить, что углеродные нанотрубки могут быть меньше, быстрее и энергоэффективнее кремниевых транзисторов.

Основная причина того, что углеродные нанотрубки до сих пор не находятся в наших компьютерах, в том, что их сложно производить предсказуемым способом. Ученым трудно управлять изготовлением нанотрубок определенного диаметра, типа и даже хиральности, то есть факторов, которые отвечают за электрические и механические свойства нанотрубок.

Подумайте о хиральности следующим образом: если вы взяли лист блокнота и скатали его в трубку, у этой трубки будет определенная хиральность. Если свернуть лист под углом, хиральность будет уже другой. В данном примере лист из блокнота — это наш лист атомов углерода, свернутый в нанотрубку.

Ученые решили проблему, изобретя систему, которая последовательно производит углеродные нанотрубки предсказуемого диаметра и хиральности.

„Управление хиральностью углеродных нанотрубок было мечтой многих ученых, и теперь эта мечта осуществилась“, сказал профессор Чонву Жу. Исследователи уже запатентовали инновацию. Результаты работы опубликованы в издании Nature Communications.

Обычно углеродные нанотрубки выращиваются с использованием системы химического парового отложения, в которой газ накачивается в камеру, содержащую подложку с наночастицами металлического катализатора, на которой растут нанотрубки. Вообще считается, что диаметры нанотрубок определяются величиной наночастиц. Попытки контролировать катализаторы в надежде на получение нанотрубок с управляемой хиральностью не были успешными.

Инновация ученых — процесс под названием „клонирование нанотрубок“ — позволит получать нанотрубки с определенной (желаемой) хиральностью. В дальнейшем ученые намерены тщательно исследовать процесс, чтобы получить больше нанотрубок с контролируемой хиральностью и применять их в электронике.

15.11.2012