Наши в Манчестере перевернули электронику

1 ноября 2004, 00:00

Интернациональная команда физиков, в состав которой вошли специалисты Центра мезонауки и нанотехнологий (автономного подразделения Манчестерского университета) и черноголовского Института проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов (ИПТМ) РАН, разработала новый уникальный класс материалов - сверхтонкие углеродные пленки. Эти особые пленки толщиной всего в один атом, названные учеными графеновыми, состоят из практически двухмерных гигантских молекул.

Руководитель исследовательской команды - директор манчестерского центра Андре Гейм, бывший сотрудник ИПТМ, незадолго до распада СССР уехавший в Великобританию. По его словам, созданный учеными новый материал, относящийся к знаменитому семейству углеродных молекул-фуллеренов, впервые открытых примерно 20 лет назад, представляет собой как бы "раскатанные" в одной плоскости миллионы углеродных нанотрубок, сцепленных друг с другом на бесконечно большом "листе" атомарной толщины.

Гейму и его коллегам удалось сначала механическим путем "отодрать" слои графена - пластинки углеродных атомов - от поверхности крупного графитового кристалла, а затем при помощи комбинированных методов оптической, электроннолучевой и атомно-силовой микроскопии и полностью отделить эти нанопленки. На следующем этапе ученые, используя технологии литографии и травления на металле, специальным образом обработали углеродные пленки для проверки на них транзисторного эффекта.

Как показали эксперименты, электроны в графеновой наноткани, по крайней мере на субмикронных расстояниях, свободно перелетали от источника к выводному электроду, по ходу движения не сталкиваясь друг с другом, уже при комнатной температуре. Иными словами, эти электроны шли по так называемой баллистической траектории, то есть не рассеивались в полете.

В интервью новостному агентству BBC один из ведущих мировых специалистов по полупроводниковым технологиям профессор Ноттингемского университета Лоуренс Ивз высказал мнение, что открытие группы Гейма - "одно из самых ярких событий, произошедших в области физики твердого тела за последнее десятилетие". Создание "баллистических транзисторов", электроны в которых смогли бы перемещаться с огромными скоростями и с минимальными потерями энергии, - это предел мечтаний современной микроэлектроники, и, хотя на данном этапе исследований Гейму и его коллегам еще не удалось доказать, что созданные ими нанопленки обладают всеми предсказанными волшебными свойствами, наблюдающийся в ходе экспериментов "баллистический" эффект - очевидное свидетельство в пользу того, что получение подобного супертранзистора практически достижимо.

К настоящему времени Гейм и его коллеги смогли получить лишь относительно небольшие графеновые "пластины" размером в несколько десятков микрон, однако, по мнению разработчиков нового материала, каких-либо серьезных технических проблем с существенным наращиванием площади графеновой наноткани в обозримом будущем не предвидится.