ТАСС, 23 декабря. Физики впервые превратили одиночные нанотрубки в полноценные транзисторы, поведением и свойствами которых можно гибко управлять с помощью электронного микроскопа. Описание работы опубликовал научный журнал Science, кратко об этом пишет пресс-служба НИТУ "МИСиС".
"Наши коллеги из Японии показали, что сочетание локального нагрева и механической деформации позволяет менять "узор" из атомов углерода в отдельных углеродных нанотрубках и таким образом контролировать их электронные свойства. Иными словами, нам впервые удалось проследить за тем, как нанотрубка постепенно меняет свою атомную структуру", – рассказал один из авторов работы, ведущий научный сотрудник НИТУ "МИСиС" Павел Сорокин.
Первые углеродные нанотрубки физики создали в 1991 году. Они хорошо проводят тепло и ток, прочны и устойчивы к механическим повреждениям, их можно применять для создания сверхчувствительных детекторов различных газов или гибких сенсорных панелей.
Сорокин и его коллеги разработали методику, которая позволяет использовать одиночные нанотрубки для создания транзисторов толщиной примерно в 25 тысяч раз меньше человеческого волоса. В этом ученым помог один из компонентов электронного микроскопа, который позволяет произвольным образом менять направление рядов атомов углерода в нанотрубках.
Физики обнаружили, что для этого двуслойную нанотрубку необходимо нагреть и одновременно растянуть. В результате образуется однослойная наноструктура с четко заданным "узором" из атомов углерода, который будет определять электронные свойства нанотрубки.
При определенных углах поворота этого "узора" нанотрубка приобретает полупроводниковые свойства. Благодаря этому такие нанотрубки можно использовать для создания полевых транзисторов и других электронных приборов. Авторы работы создали на основе нанотрубок несколько транзисторов размером в 2,8 нанометра.
Опыты показали, что эти же структуры из нанотрубок отличают свойства, которые теория не предсказывала. В частности, они рассеивают падающие на них электроны и другие частицы в соответствии с принципами квантовой механики уже при комнатной температуре, а не только при охлаждении до абсолютного нуля, как это обычно происходит в подобных опытах.
В ближайшее время, как отметил Сорокин, ученые продолжат исследования этих нанотрубок и попытаются найти такие их формы, которые будут сохранять стабильность на протяжении долгого времени. Это откроет дорогу для создания нового поколения электроники на базе одиночных нанотрубок, подытожили физики.