Une équipe internationale de chercheurs a utilisé un outil special inséré dans un microscope électronique pour créer un transistor 25 000 fois moreover petit que la largeur d’un cheveu humain.
La recherche, publiée dans la revue Science, implique des chercheurs du Japon, de Chine, de Russie et d’Australie qui ont travaillé sur le projet qui a commencé il y a cinq ans.
Le codirecteur du QUT Center for Supplies Science, le professeur Dmitri Golberg, qui a dirigé le projet de recherche, a déclaré que le résultat était une “découverte fondamentale très intéressante” qui pourrait ouvrir la voie au développement futur de minuscules transistors pour les futures générations de dispositifs informatiques avancés.
“Dans ce travail, nous avons montré qu’il est probable de contrôler les propriétés électroniques d’un nanotube de carbone individuel”, a déclaré le professeur Golberg.
Les chercheurs ont créé le minuscule transistor en appliquant simultanément une drive et une basse stress qui ont chauffé un nanotube de carbone composé de quelques couches jusqu’à ce que les enveloppes extérieures du tube se séparent, ne laissant qu’un nanotube monocouche.
La chaleur et la contrainte ont ensuite modifié la « chilarité » du nanotube, ce qui signifie que le motif dans lequel les atomes de carbone se sont réunis pour former la couche atomique distinctive de la paroi du nanotube a été réorganisé.
Le résultat de la nouvelle structure reliant les atomes de carbone était que le nanotube s’est transformé en transistor.
Les membres de l’équipe du professeur Golberg de l’Université nationale des sciences et de la technologie de Moscou ont créé une théorie expliquant les changements dans la framework et les propriétés atomiques observés dans le transistor.
L’auteur principal, le Dr Dai-Ming Tang, du Centre international de nanoarchitectonique des matériaux au Japon, a déclaré que la recherche avait démontré la capacité de manipuler les propriétés moléculaires du nanotube pour fabriquer un dispositif électrique à l’échelle nanométrique.
Le Dr Tang a commencé à travailler sur le projet il y a cinq ans lorsque le professeur Golberg dirigeait le groupe de recherche de ce centre.
“Les nanotubes de carbone semi-conducteurs sont prometteurs pour la fabrication de nanotransistors économes en énergie afin de construire des microprocesseurs au-delà du silicium”, a déclaré le Dr Tang.
“Cependant, contrôler la chiralité des nanotubes de carbone individuels, qui détermine de manière exclusive la géométrie atomique et la composition électronique, reste un grand défi.
“Dans ce travail, nous avons conçu et fabriqué des transistors intramoléculaires à nanotubes de carbone en modifiant la chiralité locale d’un segment de nanotubes métalliques par chauffage et contrainte mécanique.”
Le professeur Golberg a déclaré que la recherche visant à démontrer la science fondamentale dans la création du minuscule transistor était une étape prometteuse vers la construction de microprocesseurs au-delà du silicium.
Les transistors, qui sont utilisés pour commuter et amplifier les signaux électroniques, sont souvent appelés les « blocs de construction » de tous les appareils électroniques, y compris les ordinateurs. Par exemple, Apple dit que la puce qui alimente les futurs iPhones contient 15 milliards de transistors.
L’industrie informatique s’est concentrée sur le développement de transistors de as well as en moreover petits pendant des décennies, mais est confrontée aux limites du silicium.
Ces dernières années, les chercheurs ont franchi des étapes importantes dans le développement de nanotransistors, qui sont si petits que des tens of millions d’entre eux pourraient tenir sur la tête d’une épingle.
« La miniaturisation des transistors à l’échelle nanométrique est un grand défi de l’industrie moderne des semi-conducteurs et de la nanotechnologie », a déclaré le professeur Golberg.
“La présente découverte, bien que non pratique pour une generation en série de minuscules transistors, montre un nouveau principe de fabrication et ouvre un nouvel horizon d’utilisation des traitements thermomécaniques des nanotubes pour obtenir les plus petits transistors avec les caractéristiques souhaitées.”