В космос - по трубам

Наука и технологии
«Эксперт» №19 (279) 21 мая 2001
В материаловедении новая революция - производство нанотрубок удалось поставить на поток

Многолетняя гонка вычислительных вооружений, наиболее видимым (или, точнее, уже практически невидимым человеческому глазу) проявлением которой стало постоянное уменьшение размеров элементарных носителей информации - кремниевых микрочипов, медленно, но верно приближается к естественному природному порогу, за которым дальнейшее применение нынешних микроэлектронных технологий неизбежно приведет к резкому ухудшению качества работы изготавливаемых устройств. Даже самые оптимистически настроенные адепты современной микроэлектронной миниатюризации соглашаются с тем, что граница эффективного функционирования полупроводниковых транзисторов находится в районе 100 нм (нанометров, одной миллиардной метра, или 0,1 микрона). Ниже этого уровня возникнут трудноразрешимые проблемы как чисто технологического, так и физического свойства. Важнейшая из них - проявление нежелательных квантовых эффектов. Более того, даже если оставить в стороне "квантовые барьеры", серьезные сомнения у специалистов вызывает и будущая экономическая эффективность традиционных технологий, например повсеместно применяемая сегодня оптическая литография, по-видимому, станет слишком дорогостоящим занятием на субстонанометровом уровне.

Исходя из этих соображений ученые и технологи развили кипучую деятельность по разработке нового, замещающего нынешнюю микроэлектронику класса устройств, основанных на полезном использовании "враждебных" кремниевым микрочипам эффектов квантовой механики, доминирующих в нанометрических масштабах (предположительный диапазон максимального кпд этих "наноустройств" - от 12 до 25 нм). К настоящему времени получено уже немало опытных нанотехнологических образцов, но основная проблема на данном этапе научных разработок заключается в отсутствии эффективных методик массового производства устройств таких размеров, что существенно ограничивает возможности их практического применения.

В конце апреля мировые новостные агентства сообщили о серьезном прорыве в этом направлении: ученым из лаборатории IBM удалось найти весьма оригинальный способ поточного изготовления массивов полупроводниковых углеродных нанотрубок. Если авторам удастся превратить эту методику из лабораторной в поточную, то производство микросхем принципиально нового, "нанометрического класса" в промышленных масштабах, еще совсем недавно представлявшееся весьма туманным, обретает вполне осязаемые очертания.

Углеродная революция

Еще совсем недавно школьные курсы химии утверждали, что твердый углерод может существовать лишь в двух формах - в виде графита и в виде алмаза. Но экспериментальные исследования последних лет поколебали эту аксиому. В 1985 году была открыта ранее неизвестная форма углерода - фуллерены. Молекула фуллерена представляет собой замкнутую сферу, составленную из правильных пятиугольников и шестиугольников с атомами углерода в вершинах. Число этих атомов может быть различным, но наиболее распространены фуллерены С60 и С70. За открытие фуллеренов американские ученые Роберт Керл, Гарольд Крото и Рич