Учёные из Японии объявили о разработке одних из наиболее тонких полупроводниковых нанотрубок в мире. Речь идёт о структурах из дисульфида молибдена (MoS₂), диаметр которых составляет около 1 нм — это примерно в 100 000 раз меньше толщины человеческого волоса. Примечательность работы заключается в том, что здесь рассматриваются не углеродные нанотрубки, а неорганические полупроводниковые образования, способные в будущем применяться в электронике, сверхкомпактных датчиках и изучении квантовых эффектов.
Источник изображений: The University of Tokyo
Диаметр обычных многослойных углеродных нанотрубок достигает около 10 нм, а однослойных — примерно 5 нм. Даже в этом случае получить длинные и равномерные структуры непросто, а для атомарно тонких материалов, таких как дисульфид молибдена, задача становится ещё сложнее. Исследователи справились с ней, применив особую форму, внутри которой удалось вырастить почти идеальную однослойную трубку из MoS2.
В качестве такой формы, которая также выполняет функцию изолятора, была использована нанотрубка из нитрида бора (BN). После серии термических обработок внутри неё образовалась трубка из дисульфида молибдена. В итоге учёные получили полупроводниковую структуру диаметром около 1 нм, окружённую слоем изолятора. Фактически это уже готовый канал для транзистора. В перспективе данный метод позволит создавать транзисторы с затвором, охватывающим канал со всех сторон (gate-all-around), — именно такие конструкции сейчас осваивают ведущие производители чипов.
Измеренные электрические характеристики нанотрубок из дисульфида молибдена отлично соответствовали теоретическим прогнозам, сделанным ещё четверть века назад. По мнению авторов исследования, предложенный подход может быть использован для создания нанотрубок не только из различных полупроводников, но и из сверхпроводящих материалов, расширяя возможности, которые сегодня в основном связывают с углеродными нанотрубками и графеном.
Следующим шагом станет увеличение длины таких структур. В текущем эксперименте удалось получить трубки длиной около 1 нм, а в дальнейшем исследователи планируют довести этот показатель до 1 мкм — то есть увеличить длину примерно в тысячу раз.
