Исследования учёных из Ренсселеровского Политехнического Института в США позволят лучше понять потенциальные возможности графена для наноэлектроники.

Графен, представляющий собой одноатомный лист углерода, в течение длительного времени был лишь интересной теоретической концепцией. Однако, в 2004 году его наконец удалось получить в лаборатории – с помощью обычной липкой ленты.

С точки зрения электронных свойств графен является полуметаллом. Однако, при ограничении размеров листа в каком-либо направлении получающаяся одномерная полоска может иметь свойства как полупроводника, так и металла. Это и является причиной большого интереса, проявляемого к графеновым полоскам как со стороны академического сообщества, так и со стороны таких крупных компаний, как IBM и Intel.

В то время, как большинство работ по квантово-механическому моделированию свойств графеновых нанополосок было посвящено изучению зависимости ширины энергетической щели, определяющей тип проводимости структуры, от направления и ширины бесконечно длинных полосок, в новой работе изучено влияние конечной длины полос.

Графическое представление проводящих каналов графеновой нанополоски, соединяющей два золотых контакта.

Использование новых материалов рано или поздно станет необходимо для продолжения усовершенствования наноэлектронных устройств. Это связано с тем, что при дальнейшей миниатюризации используемые сегодня материалы (медь, диэлектрические оксиды) теряют свои обычные свойства. Проводящие полоски графена, подобные изображённой на рисунке, сохраняют отличные проводящие свойства даже при самой малой ширине, и способны помочь решить эту проблему. Более того, электронный транспорт в графене происходит по баллистическому механизму, то есть, движущиеся электроны не взаимодействуют с атомами полоски, и выделение тепла в графеновых устройствах должно быть значительно ниже. Кроме того, возможно, что графен однажды придёт на смену и полупроводниковым компонентам устройств, однако, исследования на эту тему пока находятся лишь на ранних стадиях.

Василий Артюхов