Европейские ученые научились выращивать электронику из нанопроволоки

// // Исследования и разработки //

Европейские исследователи разработали уникальную технологию,  которая открыла перспективу к созданию более быстрых и компактных микрочипов. Основным принципом является создание элементов электронных схем из нанопроволоки, обладающей уникальными электромеханическими свойствами. Таким образом ученые рассчитывают еще более миниатюризировать электронику, а также создавать микросхемы с трехмерной архитектурой. Нанопроволока растет подобно кристаллу и образует вертикальные структуры. Таким образом ученые планируют создавать самособирающиеся или «самовыращивающиеся» интегральные схемы, то есть двигаться по принципу «снизу вверх», от простых, базовых элементов к целостной структуре. Нанопроволока может состоять из различных материалов, в зависимости от вещества подложки, и иметь при этом различные характеристики. Это  проволока, имеющая несколько десятков нанометров в диаметре и несколько микронов в длину. С ее помощью можно создавать чипы новой архитектуры, в том числе трехмерной.

Нанопроволока настолько тонка, что ее иногда называют одномерной структурой. Вследствие ее тончайшего диаметра текущие по ней электроны почти не отклоняются. Эти и другие ее свойства и делают нанопроволоку многообещающей основой для развития архитектуры чипов.

Первыми с нанопроволокой начали работать японцы, затем к вопросу подключились американские ученые. Команды европейских исследователей в настоящее время принялись наверстывать упущенное. Одним из перспективных проектов является NODE  в рамках которого зарегистрировано уже около сорока патентов.
По словам директора ассоциации наномерных структур при университете Лунд Ларса Самуэльсона (Lars Samuelson), «Когда мы доходим до масштабов 10-15 нм, работать с кремниевыми структурами становится крайне сложно.  В настоящее время чип создается по принципу «сверху вниз», от сложных элементов к простым, а это при таких масштабах приводит к росту дефектов».

Сейчас ученые из проекта NODE рассматривают в деталях открывающиеся горизонты. В числе перспективных проектов Ларс Самуэльсон назвал трехмерные интегральные схемы, а также встроенные в схему оптоэлектронные элементы. Также исследователи занимаются составлением комбинаций кремния с арсенидом индия, а также кремния с кремниевым германидом (соединением германия и кремния).

Ученые детально исследовали все стадии процесса производства нанопроволоки, от ее выращивания в промышленных масштабах до варьирования ее характеристик и интеграции в микросхему. «Особенно сложным для нас было найти метод интегрирования наших растущих наноэлементов с современными кремниевыми элементами в процессе создания микросхемы», - отмечает Ларс Самуэльсон.

Потребовались длительные исследования, направленные на выявление того, какими свойствами будет обладать нанопроволока в зависимости от материала изготовления, какие свойства будут возникать вследствие ее структуры. Кроме того ученые исследовали свойства готовых устройств на базе их технологии, например, полевых транзисторов, а также принципы их включения в микросхему. В частности, ученым удалось успешно нанести на нанопроволоку покрытие из диэлектрика с высокой диэлектрической проницаемостью, а это, как указывают ученые, важный шаг на пути к дальнейшей миниатюризации транзисторов.
Пока ученые не готовы перевести свою разработку на промышленные рельсы. По словам главы проекта, «Это может занять и три, и шесть, и девять лет. Но наша разработка уникальна, наши результаты превосходят любые другие».