Een team van onderzoekers verbonden aan verschillende instellingen in China heeft een nieuw proces ontwikkeld om goed uitgelijnde koolstofnanobuisjes (CNT)-arrays te produceren op een siliciumwafel van 10 centimeter. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , de groep beschrijft hun proces en hoe goed het is vergeleken met soortgelijke siliciumontwerpen.

Wetenschappers weten al vele jaren dat er een dag zou komen waarop siliciumprocessors fysieke limieten zouden bereiken, omdat ze alleen zo klein kunnen worden gemaakt. Daarom, wetenschappers zijn op zoek naar een levensvatbare vervanging. In deze nieuwe poging de onderzoekers in China hebben de mogelijkheid onderzocht om CNT-arrays te gebruiken als vervanging voor silicium.

Koolstofnanobuisjes zijn in wezen één atoom dikke vellen koolstof die in buizen zijn gerold. Ze bieden de mogelijkheid van gebruik in computerchips omdat ze kunnen worden gemaakt om zich als halfgeleiders te gedragen. Eerdere inspanningen hebben aangetoond dat individuele CNT's kunnen worden gebruikt om transistors te maken, maar een betere benadering is om op elkaar afgestemde groepen van hen te gebruiken. Het belemmeren van dergelijk onderzoek was de uitdaging om CNT's te produceren die de mate van consistentie hebben die nodig is voor zo'n nauwkeurige toepassing. Een andere uitdaging was om te voorkomen dat de CNT's tijdens de verwerking metaalachtig worden. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben goed uitgelijnde CNT-arrays geproduceerd met een hogere consistentie dan andere methoden - en melden dat slechts één op de miljoen metaalachtig blijkt te zijn.

Het proces omvatte het plaatsen van CNT's in een tolueenoplosmiddel en vervolgens het toevoegen van een polymeer om ze te coaten. Volgende, de CNT's werden tweemaal door een centrifuge geleid die ze sorteerde op halfgeleidend vermogen. De volgende stap was om de CNT's in een vloeibare oplossing te doen (samen met een kleine hoeveelheid 2-buteen-1, 4-diol) en dompel vervolgens een siliciumwafel in de oplossing. De buteendiol in de oplossing bedekte de wafel terwijl de CNT's waterstofbruggen vormden. Toen de wafer uit de oplossing werd getild, de CNT's assembleerden zichzelf langs de lijn die zich had gevormd tussen de buteendiol en de wafer. Het eindresultaat was een reeks uitgelijnde CNT's op een siliciumwafel.

De methode maakte een dichtheid tussen 100 en 200 per micrometer mogelijk, aanzienlijk hoger dan de 47 die bij andere methoden worden gezien. Het team testte ook hun proces door hun met CNT bedekte siliciumwafer te gebruiken om een ​​veldeffecttransistor te bouwen. waarvan ze merkten dat ze beter presteerden dan een vergelijkbare transistor gebouwd met silicium.

© 2020 Wetenschap X Netwerk