Физики из университета Беркли создали первый в мире транзистор с размером затвора в один нанометр, что на порядок меньше, чем у самых миниатюрных “кирпичиков” компьютерных чипов сегодня, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

“Мы создали самые миниатюрные транзисторы на сегодняшний день. Размеры затвора считаются главной определяющей чертой транзистора, и мы создали устройство с нанометровым затвором, тем самым продемонстрировав, что правильный выбор материалов позволяет уменьшать размеры электроники еще дальше”, — заявил Али Джави (Ali Javey) из университета Калифорнии в Беркли (США).

Транзисторы представляют собой устройства, избирательно пропускающие электрический ток. Управляемая проводимость этих приборов зависит от типа их конструкции и свойств полупроводника. Как правило, при уменьшении размеров устройства сила побочных эффектов возрастает, что побуждает ученых и инженеров точнее размещать компоненты транзисторов и разрабатывать новые методы защиты от токов утечки и других помех.

Эти утечки накладывают фундаментальный предел на размеры транзисторов – как сегодня считают физики, кремниевые транзисторы, чей затвор будет меньше, чем в 5 нанометров, невозможно создать в принципе. По этой причине ученые сегодня пытаются приспособить другие материалы, такие как пленки из сульфида молибдена, графена или углеродных трубок.

Джави и его коллегам удалось добиться значительного успеха в этом плане, объединив в одном устройстве и сульфид молибдена, и углеродные нанотрубки, комбинация которых позволила им уменьшить размеры затвора – ключевой части транзистора, управляющей его проводимостью – до одного нанометра, то есть уменьшить его в 10 раз.

Их транзистор состоит из трех слоев – подложки из кремния, пластинки из диоксида циркония, проходящей через него углеродной нанотрубки, и тонкой пленки из дисульфида молибдена, соединяющей исток и сток транзистора.

Дисульфид молибдена, как объясняют ученые, обладает более высоким сопротивлением, чем кремний, благодаря чему даже небольшие затворы, состоящие из одной нанотрубки, способны вырабатывать достаточно сильное электрическое поле, чтобы не дать электронам “перепрыгнуть” с истока в сток посредством эффекта квантового туннелирования.

Как признают ученые, подобный транзистор пока не готов к использованию в нормальных компьютерных чипах – их пока нельзя “печатать” при помощи существующих сегодня промышленных технологий изготовления транзисторов.

“Конечно, наше изобретение – просто доказательство того, что это все работает. Наша работа важна по той причине, что она показывает, что предел в 5 нанометров на самом деле преодолим. Закон Мура может продолжать шагать и дальше при условии правильного подбора материалов и подходов для работы с ними”, — заключает Джави.