понедельник, 6 февраля 2012 г.

Изготовлен «вертикальный» графеновый транзистор

Изготовлен «вертикальный» графеновый транзисторГруппа физиков из Великобритании, Нидерландов, России, Португалии и США, возглавляемая лауреатами Нобелевской премии Андреем Геймом и Константином Новосёловым, изготовила графеновый транзистор необычной, «вертикальной» компоновки.

К отличительным характеристикам графена, напомним, относятся металлическая проводимость в точке нейтральности, где соприкасаются зависимости энергий электронов и дырок от квазиимпульса, имеющие форму конусов, и беспрепятственный перенос электронов через потенциальные барьеры за счёт клейновского туннелирования. При создании транзисторов такие свойства ограничивают соотношение токов в открытом и закрытом состояниях, не позволяя ему подниматься выше ~103; в условиях комнатной температуры это соотношение пока не доходило даже до 10.

Возможным решением проблемы было бы создание запрещённой зоны путём использования двуслойного и трёхслойного графена, нанолент или графана (продукта взаимодействия графена с водородом). Работы в этом направлении уже развёрнуты, однако их результаты пока не впечатляют: открытие запрещённой зоны обычно приводит к снижению «качества» графена — скажем, заметному уменьшению подвижности носителей заряда.

В новых экспериментах, напротив, использовался самый обычный графен, но структуру транзистора постарались сделать оригинальной. На стандартную пластину окисленного кремния исследователи нанесли сравнительно толстый слой гексагонального нитрида бора (hBN), который сыграл роль высококачественной атомарно-гладкой подложки. Поверх hBN учёные положили графен, закрытый тонкой прокладкой из гексагонального нитрида, выполняющей функции изолирующего барьера, и ещё одним монослоем атомов углерода. Последним элементом сложной конструкции, напоминающей сэндвич, стал второй толстый слой hBN.

При испытаниях устройства с такой «вертикальной» компоновкой физики прикладывали управляющее напряжение Vg между кремниевой подложкой и нижним графеновым электродом GrB, наблюдая за тем, как это повлияет на величину туннельного тока I. В результате выяснилось, что ток чётко следует за изменениями Vg, причём отношения значений туннельной проводимости σ = I/Vb (Vb — напряжение смещения, прикладываемое между монослоями атомов углерода GrB и GrТ), измеренной на разных Vg, доходили до ~50. Вольт-амперные характеристики транзисторов, снятые при температуре жидкого гелия и в комнатных условиях, практически совпадали.

По мнению авторов исследования, транзисторы нового типа весьма перспективны: они способны работать на очень высоких частотах и выгодно отличаются тем, что их поперечные размеры можно снизить до ~10 нм. Поскольку никаких жёстких ограничений на величину отношения токов в открытом и закрытом состоянии нет, в будущем, при оптимизации структуры и использовании более качественных диэлектриков (замене SiO2), она также должна заметно подняться.

Полная версия отчёта опубликована в журнале Science; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.

Подготовлено по материалам Nanotechweb.Org.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Другие новости науки и техники":

Разработан самый эффективный и быстрый способ маркировки протеинов
Учёные из Университета Северной Каролины (США) и Исследовательского центра в Кембридже (Великобритания) создали особые клетки, способные использовать в синтезе протеинов «химический манипулятор». Последний дал исследователям возможность помечать интересующие их протеины (в том числе клетки, в которых проводится маркировка) более эффективно и без нарушения их жизнедеятельности. Маркировка протеин...
  (читать дальше)

Фотосинтез эволюционировал под влиянием засухи
Настойка системы фотосинтеза происходила из-за необходимости экономить воду, в результате чего растения научились беречь не только воду, но и углекислый газ. У современных растений есть несколько разновидностей фотосинтеза. Общий смысл у них один: получение органических веществ из углекислого газа и воды через ряд биохимических реакций, протекающих в хлоропластах. Но способ пространственной орга...
  (читать дальше)

Индивидуальность превыше всего, или Секрет строительства сложной транспортной сети муравьёв
Среди самых впечатляющих транспортных систем на планете не последнее место занимает сложная система дорожек, создаваемая муравьями вокруг гнёзд. Эти дорожные сети возникают как набор тропок, необходимый муравьям для исследования окружающего мира, а затем превращаются в каналы доставки и распределения продовольствия для всей колонии и используются ежедневно сотнями тысяч особей. Любопытнее всего ...
  (читать дальше)

Новые сотрудники Apple работают над фальшивыми продуктами - СМИ
Компания Apple, тщательно заботящаяся о секретности своих разработок, проверяет надежность некоторых недавно нанятых инженеров, временно назначая их работать над фальшивыми продуктами, не предназначенными для производства, пишет сайт SFGate со ссылкой на автора новой книги "Внутри Apple" Адама Лашински (Adam Lashinsky). "Один мой друг, старший инженер в Apple, первые девять месяцев работал над ф...
  (читать дальше)

ViewSonic VX2336s-LED: 23-дюймовый монитор формата Full HD
Компания ViewSonic пополнила линейку ЖК-мониторов моделью VX2336s-LED со светодиодной подсветкой на IPS-матрице. Панель выполнена с применением фирменной технологии SuperClear, которая улучшает качество изображения и обеспечивает большие углы обзора — до 178 градусов по вертикали и горизонтали. Величина контрастности составляет 1 000:1; значение динамической контрастности — до 20 000&n...
  (читать дальше)

Эксперт: лунная база потребует увеличить бюджет Роскосмоса в 6 раз
Принятие решения о создании обитаемой базы на Луне потребует увеличить бюджет Роскосмоса более чем в шесть раз от планируемого уровня 2014 года (200 миллиардов рублей), считает главный редактор журнала "Новости космонавтики" Игорь Маринин. Выступая в эфире телеканала "Россия-24", он напомнил, что к 2014 году запланировано увеличение бюджета Роскосмоса в два раза от уровня 2012 года - до 200 милл...
  (читать дальше)

Nikon Coolpix S30: фотоаппарат начального уровня в герметичном корпусе
Линейка фотоаппаратов Coolpix компании Nikon пополнилась моделью S30 для начинающих пользователей. Новинка заключена в герметичный корпус повышенной прочности. Производитель гарантирует сохранение работоспособности после падений с высоты до 80 см; использовать устройство можно под водой на глубине до трёх метров. Фотоаппарат наделён 1/3-дюймовой ПЗС-матрицей с 10,1 млн эффективных пикселов и о...
  (читать дальше)

Pentax K-01: беззеркальный фотоаппарат со сменной оптикой
Компания Pentax Ricoh Imaging анонсировала фотоаппарат K-01, выполненный в стиле «ретро». Продажи новинки начнутся в марте. Беззеркальная фотокамера со сменной оптикой оснащена 16,3-мегапиксельной КМОП-матрицей APS-C CMOS (23,7×15,7 мм). К ней подходят любые объективы с байонетом K-mount. Фотоаппарат наделён системами стабилизации изображения и очистки сенсора от пыли, ярким 3-дюймовым дисплее...
  (читать дальше)

Поповкин: выводы комиссии по "Фобосу" опубликуют в ближайшие дни
Выводы комиссии по расследованию аварии российской межпланетной станции "Фобос-Грунт" будут опубликованы в ближайшие дни, сообщил глава Роскосмоса Владимир Поповкин. "Учитывая такой интерес к этой проблеме, мы опубликуем на сайте Роскосмоса основные выводы, и те версии, которая рассматривала аварийная комиссия. Я думаю, что сегодня-завтра они появятся на сайте Роскосмоса", - сказал Поповкин в эф...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)