Два химика из Университета Ватерлоо упростили производство нового класса более быстрых и дешевых полупроводников.
Авторы нашли способ одновременно контролировать ориентацию и выбирать размер одностенных углеродных нанотрубок, расположенных на поверхности материала. Это значит, что производители полупроводников смогут использовать углерод вместо силикона. Таким образом уменьшится размер и увеличится скорость устройств, а также продлится срок службы батарей.
«Кремниевые приборы достигли своего физического лимита, — отметил соавтор работы, профессор Дерек Шиппер. – Устройства на основе одностенных углеродных нанотрубок не только сделают электронику мощнее, но и позволят ей потреблять меньше энергии».
Процесс, названный техникой релейного выравнивания, использует жидкие кристаллы для передачи информации об ориентации поверхности из металлического оксида. Маленькие молекулы, иптицены, затем привязываются к ней, закрепляя результат. Их структура включает кармашек, достаточный, чтобы вместить нанотрубку определенного размера, сохраняющуюся после смывания.
«Химики впервые смогли внешне управлять направлением мелких молекул, ковалентно привязывающихся к поверхности, — сказал профессор Шиппер. – Мы не пионеры в открытии потенциальных решений для работы с углеродными нанотрубками. Но это – первый случай одновременного обращения к ориентации и чистоте».
Специалист также отметил, что подход начинается с использования органической химии для разработки и производства молекулы, которая потом выполняет сложную работу.
«Как только вы создали кусочки, процесс становится простым. Это – настольный метод, не требующий специального оборудования», — сказал Шиппер.
В отличие от самособирающихся технологий, полагающихся на дизайн молекул, которые затем состыкуются, здесь механизм можно контролировать на каждом этапе, включая размер «кармана» иптицена. Кроме того, исследователи впервые решили проблему одновременного выравнивания и очищения углеродных нанотрубок.
