Наноэлектроника

Каковы основные тенденции развития электроники? Как изменяются физические свойства при уменьшении размеров микросхем? И как создают устройства на одиночных атомах? Об этом рассказывает доктор физико-математических наук Сергей Зайцев-Зотов.

Все мы пользуемся электронными устройствами, объем памяти компьютеров все больше, производительнее. Естественно, возникает вопрос: в чем причина? Если разбираться, то основное, что происходит в электронике, — это изменение размеров элементов микросхем. При этом физика, которая определяет работу этих устройств, остается примерно такой же, но происходит уменьшение размеров. Очевидно, что большой транзистор работает медленнее, чем нанотранзистор, потребляет больше энергии, чем нанотранзистор. Но мы знаем, что все тела состоят из атомов, и долго такой процесс не сможет продолжаться.

Кремниевая электроника будет существовать и дальше, она дешевая, хорошая, с развитыми методами. Но, по-видимому, появится электроника атомного масштаба — новая область электроники, которая будет предназначена для решения других задач, чем те, которые сейчас решаются с помощью обычной кремниевой электроники. Сейчас есть большой интерес к созданию устройств на основе графена и других монослоев различных материалов. Слои одноатомной толщины обладают прекрасными свойствами, самыми разнообразными с точки зрения электронных свойств. Комбинируя их, можно создавать разные схемы.

Существует подход, который позволяет делать устройства на одиночных атомах. Используемые технологии в основном связаны с зондовой микроскопией. Уже давно разработаны методы атомного манипулирования, когда в сверхвысоком вакууме на поверхности проводника с помощью туннельного микроскопа можно, переставляя атомы, создавать разнообразные структуры. Также в Австралии был разработан метод, позволяющий создавать одноатомные электронные устройства.