Los límites de la micro tecnología convencional , basada principalmente en el silicio , se han alcanzado . Más pequeño y mejor sólo puede lograrse mediante el uso de nuevos materiales y tecnologías. Esta es la razón por la investigación espera grandes cosas de los nanotubos de carbono (CNT ) , túbulos ultra - pequeño de unos pocos nanómetros de diámetro , hecha de carbón puro . CNTs tienen notables propiedades estructurales , mecánicas y electrónicas . El grupo de investigación liderado por Christofer Hierold , profesor de la Micro y nanosistemas en el ETH de Zurich , tiene como objetivo utilizar estos componentes en la nanoelectrónica . Él y su grupo de investigación , en particular, el estudiante de doctorado Matthias Muoth , han tenido éxito en la construcción de un transistor de efecto de campo de histéresis - libre basado en un individuo con CNT metálicos nano- contactos. Los investigadores informaron recientemente en " Nature Nanotechnology " .
Un nanotubo crece
Para construir el transistor, los investigadores permitieron una sola CNT a crecer entre dos puntas de polisilicio. Para un buen contacto eléctrico , que el vapor - metal depositado el paladio en los extremos del túbulo de una manera muy precisa. Los científicos incluyeron una tapa deslizante , la máscara de sombra , para proteger a la parte media de la CNT de metalización no deseados. Un sustrato de silicio , y recubierto de metal y coloca tres micras por debajo de la CNT , actuó como puerta de una terminal de control de llamada .
La fabricación del transistor con éxito con la CNT y de la interacción precisa de sus extremos con paladio no son los únicos aspectos decisivos para Christofer Hierold . Él considera que el avance es el hecho de que el transistor no muestra lo que se llama histéresis puerta. Histéresis está ausente incluso a una humedad atmosférica del 45 por ciento. Él se refiere a esto como " un importante paso adelante para los componentes destinados a ser utilizados como sensores . "
Un acuerdo de alta calidad
La histéresis representa las propiedades no deseadas de un sistema electrónico. Por ejemplo , si el voltaje en la puerta de control del transistor se incrementa y luego se redujo de nuevo , no puede haber un cambio no deseado en tensión umbral del transistor . Las propiedades del transistor en un punto de trabajo a continuación, dependerá de su historia, por ejemplo, en las tensiones de puerta que ha sido previamente expuestos. Estos cambios no deseados en el umbral de voltaje también se originan de los cargos que pueden ser atrapados en los defectos de la CNT o de los óxidos en las proximidades.
Tal histéresis no se respeta y los investigadores consideran esto como un signo de un acuerdo especial de transistor de alta calidad con bajos defecto, CNT de alta pureza.
sensores innovadores y filtros
El nuevo componente se abre interesantes posibilidades de aplicación para los sensores y otros componentes electromecánicos nano- . Por ejemplo podría ser el transistor utilizado en sensores de gas altamente sensibles o medidores de tensión , y también en un arreglo como un resonador nano- equilibrio. transistores CNT también podría ser muy útil como filtros para recibir la frecuencia correcta en teléfonos móviles, ya que son más pequeñas y consumen menos energía que los filtros de frecuencia convencional. Esto implica la utilización de excitación electromecánicos para causar una CNT con una frecuencia característica de vibrar como una cuerda de guitarra . Todas las otras frecuencias, por el contrario , no son capaces de excitar los nanotubos . Según el profesor de la ETH , " Es de esperar que tales filtros electromecánicos nano- será mejor que los puramente electrónicos. " Él dice que, en cualquier caso, una gran ventaja de los nuevos componentes es su baja demanda energética .
Hierold dice que la miniaturización de los transistores no se ha completado . Sólo la CNT como un nano- estructura con un diámetro de uno a tres nanómetros y, como se muestra aquí , con longitudes de canal de apenas 30 nanómetros , y posiblemente menos ha sido " en miniatura " . El profesor hace hincapié en que "Todavía estamos utilizando la tecnología convencional para la estructuración de las extremidades y la máscara de sombra del nuevo componente . "
Un gran paso adelante
La nueva tecnología todavía no ha progresado hasta el punto en el que pronto sería reemplazar los transistores son del tipo utilizado en los chips actuales. Sin embargo , hace hincapié en que Hierold " Hemos creado un componente que nos permite dar un paso adelante grande, especialmente en micro - nanosistemas y la tecnología , es decir, en el área de la integración de materiales funcionales para sensores y actuadores. "
La literatura de referencia
Muoth M , T Helbling , Durrer L , Lee SW , Roman C & C. Hierold operación libre de histéresis de los transistores de nanotubo de carbono suspendido . Naturaleza adelantado Nanotecnología publicación en línea de publicación en línea : 4 de julio de 2010. DOI :10.1038/nnano.2010.129
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