Bygget en hel krets på ett nanorør

Forskere ved IBM har bygget en hel elektronisk krets på ett nanorør av karbon.

Nanorør av karbon er blant de mest lovende materialene for framtidens elektronikk. Det dreier seg om lange molekyler av karbon, med en diameter på rundt en nanometer, og en lengde på flere mikrometer. Det er tidligere vist at de kan dopes for å bære transistorer, og man har greid å framstille kretser med transistorer fra forskjellige nanorør.

    Les også:

I siste nummer av vitenskapstidsskriftet Science, gjør forskere fra IBM Watson Research Center rede for et nytt gjennombrudd. De har greid å framstille en hel elektronisk krets med ett nanorør i karbon som grunnlag, altså slik at nanorøret spiller samme rolle som silisium i vanlig halvlederteknologi.

Dette er første gang en hele elektronisk krets er realisert ut fra bare ett nanorør.

Kretsen er en ring-oscillator, realisert med utgangspunkt i et nanorør på 18 mikrometer. Den består av 12 ulike felteffekt transistorer. Halvparten av disse er av typen p, halvparten av typen n. N -doping er gjort med aluminium, p -dopingen med palladium.

Ring-oscillatoren er en standardkrets for å kontrollere nye materialer innen halvlederelektronikk.

IBM-forskernes ring-oscillator på ett nanorør er lovende på flere måter. Den er titusen til hundretusen ganger så rask som en tilsvarende krets bygget med utgangspunkt i flere karbonrør, med kabling mellom transistorene. Den demonstrerer selve konseptet, nemlig at komplekse elektroniske kretser kan bygges med utgangspunkt i ett nanorør. Den innebærer følgelig et håp om at nanorør kan brukes til å videreføre miniatyriseringen av elektronikken som har vært en av bærebjelkene i den internasjonale økonomiske framgangen de siste tiårene.

På den andre siden nådde ikke oscillatoren utover en frekvens på 52 megahertz, mens silisiumbasert ring-oscillatorer kurant når rundt 50 gigahertz.

Forskerne sier de har klare ideer om hvordan de skal få nanorørbaserte kretser til å bli raskere. Det at hele kretser kan realiseres på ett rør, innebærer også at eventuell masseproduksjon kan bli langt enklere enn om man måtte nøye seg med én transistor per rør, og så finne ut av hvordan de skulle koples sammen for å gjøres raskere.

IBM Research sier forskningen viser at det er et potensial for at nanorør skal kunne ta over for silisium innen halvlederelektronikk, men advarer at det er mye som står igjen før man kan være sikker på å lykkes.

Artikkelen, Integrated Logic Circuit Assembled on a Single Carbon Nanotube, er publisert i Science datert 24. mars.

Klikk på skissen nedenfor for å se den i full størrelse. Det mørke feltet under den delen av bilde der forstørrelsen er minst, er et menneskehår.

Klikk på bildet for å se det i full størrelse

Til toppen