Графен и кремний в микроэлектронике: pro et contra

// // Аналитика //

ГрафенУникальные электронные свойства графена приковывают внимание множества ученых, которые пророчат ему роль основы микроэлектроники будущего. Многие исследователи занимаются вопросом создания электронных элементов на базе графена. Другие разрабатывают его теоретические свойства, чтобы понять перспективы его применения. Руководителем одного из таких проектов в США является Ким, ученый из университета Колумбия в Нью-Йорке. Задачей, которую поставил перед собой исследователь был анализ того, в какой степени графен может заменить кремний в электронике. Частной задачей работы стало понять, как можно обойти некоторые недостатки графеновых структур.

«Графен обладает большей электронной мобильностью и меньшим разбросом структуры. Теоретически, из него можно делать меньшие структуры, которые будут более стабильны на наноуровне, чем кремниевые» - заявляет Ким. Ученый указывает на то, что по мере того, как электронные устройства уменьшаются, интерес к открытиям в области наноэлектроники расти. Графен в силу своих свойств гораздо перспективней кремния.

Существуют, однако, и определенные затруднения.  “Во первых,  у графена нет запрещенной зоны (band gap), а это является основой полупроводника, - указывает Ким. - Ранее мы уже выяснили, что можно создать  запрещенную энергетическую зону разрезая графен на полоски, наноленты». Современные технологии позволяют создавать такие графеновые наноленты, однако возникает другая сложность.

Ким и его коллеги выяснили, что край ленты более неровный, чем им бы хотелось. Кроме того, лента находится на подложке. «В своем исследовании мы сосредоточились на том, как можно обойти эти сложности и понять, как можно практически применить графен вместо кремния. Мы хотим понять природу запрещенной энергетической зоны так чтобы мы могли создавать ленты с более ровными краями и на такой подложке, которая не будет мешать течению электронов", - говорит ученый.

Зная, как создавать запрещенную энергетическую зону в графеновой ленте и поняв его природу и свойства, мы можем внести существенные изменения в электронику. Исследователь полагает, что уже в самом скором времени графен будет настоявшим конкурентом кремния. Согласно его словам, «графен обладает большим потенциалом вследствие мобильности электронов в его структуре. На нашем пути стоят определенные сложности, но мы, я уверен, скоро разрешим их.