Микросхемы будут строить из нанотрубок
Исследователи корпорации IBM разработали технологию, которая способна продлить действие закона Мура, поскольку позволяет значительно увеличить число транзисторов, размещаемых на компьютерной микросхеме. Новая технология дает возможность организовать массовое производство полупроводниковых компонентов, которые меньше по размеру, мощнее и потребляют меньше питания, чем современные кремниевые микросхемы. Результаты этого исследования обнародованы в научной статье «Формирование углеродных нанотрубок и микросхем на нанотрубках посредством электрического разрушающего импульса», опубликованной в выпуске журнала Science в конце апреля.
Закон Мура, названный так в честь сформулировавшего его одного из основателей корпорации Intel Гордона Мура, гласит, что число транзисторов, которые можно разместить на компьютерной микросхеме определенной площади, удваивается каждые 18 месяцев. Хотя принято считать, что закон Мура будет действовать еще по меньшей мере лет десять, исследователи отмечают, что физические ограничения размеров транзисторов, выполненных из кремния, в конечном итоге диктуют и ограничение на число транзисторов, которые можно разместить на микросхеме.
Однако, согласно заявлению представителей IBM, в корпорации разработали технологический процесс для формирования большого числа транзисторов на основе углеродных нанотрубок — тонких цилиндрических структур диаметром около 10 атомов (в 50 тыс. раз меньше толщины волоса), и первыми в мире получили массив таких транзисторов. Такие транзисторы в 500 раз меньше транзисторов из кремния. Электропроводность углеродных нанотрубок оказалась выше, чем у всех известных проводников. Кроме того, их отличает удивительная механическая прочность.
Вначале нанотрубки приходилось размещать по одной и случайным образом. Это годилось для научных экспериментов, но не для массового производства. Исследователям из IBM удалось решить основную проблему, возникающую при формировании подобных транзисторов, найдя способ пространственного разделения полупроводниковых и проводящих нанотрубок.
До сих пор углеродные нанотрубки не удавалось использовать при производстве микросхем, поскольку прежние методы позволяли формировать лишь жгуты из смеси перекрученных металлических и полупроводниковых нанотрубок. При этом методика теряла свою эффективность, поскольку в качестве транзисторов могут использоваться только полупроводниковые нанотрубки, а в получаемых жгутах преобладали именно металлические.
Путь к разделению металлических и полупроводниковых нанотрубок открыла методика так называемого конструктивного разрушения (constructive destruction). Следуя ей, можно в перспективе наладить получение углеродных нанотрубок с электрическими свойствами, необходимыми для создания компьютерных микросхем, удаляя металлические нанотрубки посредством разрушающего их электрического импульса, после чего в жгуте остаются только полупроводниковые нанотрубки, нужные для создания транзисторов. Как утверждают исследователи, доведение методики до промышленного уровня займет несколько лет.