Современная электроника №2/2024

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ 59 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 2 / 2024 Графен обладает совершенно уни - кальными свойствами . Это самый тон - кий нанолист , который имеет толщину всего 0,335 нм . Благодаря структуре из атомов углерода и такой толщине у гра - фена зарегистрирована максимальная подвижность носителей заряда среди всех известных материалов . Это свой - ство может служить основанием воз - можной замены кремния на графен в интегральных микросхемах следую - щих поколений [10]. Нанолисты используются в серий - ном производстве транзисторов для микрочипов . Так , летом 2022 года компания Samsung сообщила о сво - ей новой разработке полевого тран - зистора MBCFET™ (Multi-Bridge Channel Field Effect Transistor). Харак - терным отличием нового транзистора является то , что у него каналы в виде нанопроволоки заменены на двух - мерные нанолисты (2-Dimensional Nanosheets) [11]. Нанопроволоки (QuantumWires) , нанотрубки и нанонити представляют собой одноразмерный тип квантово - размерных наноматериалов . В этих материалах носители заряда могут перемещаться только вдоль оси в одном направлении – индекс «1 DOF». Один из вариантов углеродных нано - трубок (Carbon Nanotubes) представля - ет собой скрученные в цилиндр листы графена . Диаметр таких трубок находит - ся в диапазоне от десятых долей до нескольких единиц нанометров . Поэтому их степень свободы – «1 DOF». Аналогично и нанонити или нанопроволоки , состоящие из ните - видных кристаллических структур с диаметром несколько нанометров , также имеют индекс «1 DOF». Отдель - ные элементы нанопроволоки , спле - тённые между собой , получили назва - ние «Nanowhisker» – кристаллическое нановолокно . На сегодняшний день достаточ - но хорошо изучены свойства раз - личных видов нанопроволок , среди которых есть , например , металличе - ские (Ni, Au), полупроводниковые (Si, InP, GaN, PtSi), а также молеку - лярные органические и неорганиче - ские нанонити . В настоящее время нанопроволоки используются в новых образцах раз - личных транзисторов . В качестве примера можно приве - сти лабораторную разработку транзи - стора типа «Gate All Around» (GAA) с вертикальными Q-Wire – каналами на основе силицида платины ( рис . 3). Конструктивно транзистор типа GAA состоит из набора полупроводнико - вых нанотрубок , управляемых одним общим для всех затвором . Такая конструкция в принципе позволяет уменьшить габаритные раз - меры транзисторов до десятков нано - метров . При этом подключённые параллельно транзисторные нанотруб - ки дают возможность работать с отно - сительно большими токами [13]. Сила притяжения между электро - ном и дыркой в квантовой проволо - ке сильнее , чем в объёмном кристал - ле или в квантовом колодце . Поэтому здесь сильнее проявляются « кулонов - ские силы » [14]. Квантовые проволоки в настоящее время нашли применение в качестве проводящих каналов в самых совре - менных микрочипах и квантовых сен - сорах [15]. Одно из наиболее перспективных направлений , в которых могут быть использованы квантовые проволо - ки , связано с квантовой фотоникой и длинноволновыми квантовыми прово - лочными GaInAsP/InP- лазерами [16]. Квантовые точки (QuantumDots) , имеющие нулевую степень свобо - ды 0-DOF, были впервые получены в 1981 году в лаборатории ГОИ име - ни Вавилова российскими физиками Алексеем Екимовым и Алексеем Ону - щенко . Первые результаты они опубли - ковали на русском языке в российском журнале « Письма в ЖЭТФ » [17] В этой статье описывались уникаль - ные квантовые свойства микрокри - сталлов хлорида ( меди CuCL) с раз - мерами несколько десятков ангстрем , выращенных в прозрачной диэлектри - ческой матрице . В дальнейшем , из уважения к нобе - левским лауреатам , мы будем придер - живаться именно той терминологии , которую они употребляли в своих осно - вополагающих статьях . Алексей Екимов с коллегами обна - ружили , что в спектрах поглощения существует зависимость длины вол - ны пика от размеров полупроводнико - вых микрокристаллов , обусловленная « квантовым размерным эффектом ». Рис . 3. Структурная схема транзистора типа «Gate All Around» (GAA) с вертикальными каналами Q-Wire [12] Рис . 4. Длина волны в спектре экситонного поглощения микрокристаллов CuCl смещается в зависимости от их размеров Исток Изоляция Истоковый контакт Стоковый контакт Затворный контакт Силицид платины Оксид затвора Кремний Затвор Затвор