Открыт метод массового производства нанонитей для электроники будущего

Японские ученые открыли технологию производства самособирающихся нитевидных нанокристаллов из халькогенидов переходных металлов методом химического осаждения из паровой фазы. Вдобавок, меняя подложку, они научились управлять конфигурацией нанопроволоки. Это открытие прокладывает путь к промышленному применению электроники нового поколения.

Электронные устройства стремятся к миниатюризации. Чем меньше чип, тем больше вычислительной мощности на тот же объем и тем выше производительность прибора. Вместе с микрочипами должны становиться меньше и провода, соединяющие их, вплоть до диаметра в один или два атома. Такие нанонити будут работать по совсем другим физическим законам, поскольку электроны, проходящие по ним, станут вести себя так, будто они живут в одномерном, а не двухмерном мире.

На самом деле, у ученых уже есть материалы, пригодные для изготовления атомно-тонких нанонитей — углеродные нанотрубки, халькогениды переходных металлов, смеси переходных металлов и элементы 16-й группы. Проблема в том, чтобы сделать их достаточно длинными и пригодными для массового производства, пишет EurekAlert.

Команда ученых из Токийского столичного университета придумала способ изготовления длинных нитей из теллурида переходных металлов в беспрецедентно большом объеме.

При помощи технологии химического осаждения из паровой фазы они смогли собрать провода различной конфигурации, в зависимости от подложки, на поверхности которой росли кристаллы. К примеру, на подложке из кремния и кварца образуют случайные пучки, а на сапфире они растут в заданном направлении.

Меняя подложку, можно получать плату сантиметрового размера, покрытую нанопроволокой нужной конфигурации, в том числе, одиночные или двойные слои или пучки нитей, для различных сфер применения. Также исследователи установили, что структура самих нитей была в крайней степени кристаллической и упорядоченной, а их свойства, включая отличную проводимость, соответствовала теоретическим прогнозам.

В прошлом году ученые из США сообщили о разработке метода создания спирально закрученных структур из нитевидных нанокристаллов сульфида германия. Для этого был использован метод, теоретически обоснованный еще в 1950-х годах: к стержню приложили напряжение, которое заставило его атомы перестроиться по спиральной схеме.

Фото: Copyright 2020 American Chemical Society (ACS)