Tranzistor z uhlíkových nanotrubiček překonal ten křemíkový

Michael Arnold, Padma Gopalan a jejich kolegové z University of Wisconsin-Madison publikovali příslušný postup v časopisu Science Advances.

Teoreticky by tranzistory z uhlíkových nanotrubiček mohly nabízet oproti těm křemíkovým až pětkrát větší maximální výkon, respektive být stejněkrát méně energeticky náročné (ovládání vysokého vstupního proudu nízkým řídicím proudem). Problém však dosud existoval s přípravou nanotrubiček v dostatečné čistotě. Při nejběžnější výrobě, depozici uhlíkových par, vzniká směs polovodičových a vodivých trubiček „kovového“ typu, vodivá příměs pak vlastnosti zhoršovala a tranzistor byl mj. náchylný ke zkratům.

Nový postup de facto znamená lepší metodu čistění; pomocí polymerů v roztoku se podařilo snížit podíl kovových trubiček ve směsi na méně než 0,01 %; následuje pak ještě jeden krok, který množství nečistot dále sníží. Výkonný tranzistor také vyžaduje pravidelnou strukturu nanotrubiček na podkladu. Na University of Wisconsin-Madison přišli již v roce 2014 s technikou zvanou floating evaporative self-assembly, která umožňuje proces sestavení tranzistoru řídit.

Vědci uvádějí, že největší uplatnění by tranzistory z uhlíkových nanotrubiček mohly najít v bezdrátových řešeních, kdy je potřeba, aby co největší proud procházel co nejmenším objemem. Konkrétně už testují rádiové zesilovače, které by zvyšovaly úroveň mobilního signálu. Nová technologie výroby již byla patentována prostřednictvím Wisconsin Alumni Research Foundation.

Ve stejné době přišel s novým postupem čištění uhlíkových nanotrubiček také Alex Adronov z McMasterovy univerzity v Hamiltonu (Kanada). I zde se využívá selektivní rozpustnost nanotrubiček různého typu v polymerech, kdy jeden typ dokážeme z původní směsi vypláchnout.

Zdroj: Phys.org a další

Poznámka: Standardně se oddělení uhlíkových vodičů a polovodičů provádělo hlavně rychlým připojením vysokého napětí, když vodivá fáze shořela.