Графен заменит медь в интегральных микросхемах

Неповторимые особенности графена, например, необыкновенное поведение носителей заряда в нем, известны ученым с 2004 года, но до сих пор данный материал постоянно удивляетисследователей. Как продемонстрировали последние изучения экспертов Технологического Университета Джорджии, графен разрешает проводить в тысячу раз больший ток, нежели бронзовые проводники, и наряду с этим выделяя на порядок меньше энергии в виде тепла.

Это делает вероятным применение графена в качестве материала для проводящих соединений толщиной менее 22 нанометров.

Для получения интересующих исследователей графеновых структур была выбрана следующая методика их формирования: от графитового блока отделялись углеродные слои толщиной в один атом, по окончании чего они осаждались на кремниевую подложку. Потом, при помощи электронно-лучевой литографии формировались железные соединения и вырезались проводящие ленты графена шириной 16 – 52 нанометров и длиной 200 – 1000 нанометров. Как раз свойства этих структур после этого изучались сотрудниками Университета Джорджии.

Сейчас было как мы знаем, что скорость перемещения носителей заряда в графене, либо их подвижность, существенно выше, нежели у бронзовых проводников. Но при уменьшении размеров проводящих структур различие между графеном и медью лишь возрастает – при изучении нанолент на базе графена ученые продемонстрировали, что через них возможно пропускать ток до 10 млрд Ампер на квадратный сантиметр, что в тысячу раз выше подобного параметра для бронзовых проводников. До этого момента, заявляют исследователи, никто не измерял допустимую нагрузку по току для графеновых проводников.

Причем при столь высоких нагрузках графеновые проводники нагреваются значительно меньше собственных бронзовых аналогов – благодаря более высокой теплопроводности выделяемая тепловая энергия снижена сходу на порядок. Отмечается, что теплопроводность графена может варьироваться в пределах от 1000 до 5000 Ватт/(метр*Кельвин), в то время как соответствующий параметр для меди – 382 – 392 Ватт/(метр*Кельвин).

Одновременно с этим для графеновых проводников понижается и интенсивность для того чтобы процесса, как электромиграция. Этот феномен существенно ухудшает электрические особенности интегральных микросхем при понижении размеров проводящих элементов – в то время, когда поток частиц через проводник близок к допустимой нагрузке по току, то возможность происхождения электромиграции носителей заряда быстро возрастает. Вот из-за чего увеличение допустимой нагрузки по току для графена сходу на три порядка столь нужно для инженеров, трудящихся над созданием интегральных микросхем нового поколения.

Но, неповторимые особенности графеновых проводников еще не гарантируют скорое появление их в составе интегральных микросхем, поставляемых на всемирный рынок. До этого момента ученым предстоит преодолеть множество задач: во-первых, создать разработку получения монослоев графена нужной площади, дабы они закрыли собой всю кремниевую пластину; во-вторых, создать способ формирования соединений графеновых проводников между собой и с иными компонентами интегральной микросхемы; в-третьих, оптимизировать нынешние разработки изготовления интегральных микросхем для работы с таким материалом, как графен.

Случайные записи:

• Диагностика онкологических заболеваний методом пэт/кт активно развивается: центр ядерной медицины в екатеринбурге переведен на 6-дневный режим работы
• Биомед: гранты сколково предотвратят старение

Золото из микросхем телефонов 100 грамм! Часть первая

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Графен – новый материал для интегральных схем будущего

  Графен взял известность и мировое признание совсем сравнительно не так давно, в то время, когда двое ученых были удостоены Нобелевской Премии в области…

• Технологичный графен

  По окончании первых сенсационных сообщений в 2004 г. об экспериментальном изучении графена (монослой графита) [1] к нему сохраняется громадный научный и…

• Графен превратил пластилин в датчик давления

  Физики из Ирландии и Великобритании создали чувствительный датчик давления на базе графена и детского «умного пластилина». По словам ученых, он способен…

• Графен поможет создать сверхтонкие и прочные презервативы

  Графен считается чудо-материалом с неограниченными возможностями. Вследствие этого, группа исследователей решила применять этот материал для разработки…