Un team di scienziati Skoltech, in collaborazione con ricercatori dell'IBM Watson Research Center, hanno fatto luce sul comportamento dei contatti elettrici nei nanotubi semiconduttori di carbonio, che potrebbe aprire la strada all'elettronica di prossima generazione.

Nel passato, l'elettronica digitale al silicio è stata resa possibile da una riduzione delle dimensioni dei transistor, ma le possibilità del silicio hanno effettivamente raggiunto il limite. Così, è necessario cercare nuove opportunità per ridurre i costi e aumentare le prestazioni dei dispositivi elettronici. A tal fine, giganti della tecnologia come IBM stanno studiando attivamente il loro potenziale per sostituire il silicio nei computer di prossima generazione e in altri dispositivi elettronici.

La sfida principale in questo senso è la resistenza di contatto, una caratteristica della bassa resistenza dei canali dei nanotubi. "La resistenza del transistor include sia la resistenza di canale che quella di contatto. La resistenza di canale dei nanotubi di carbonio è migliore di quella del silicio, ma nessuno ha bisogno di transistor fatti di nanotubi con un canale lungo, e quando la dimensione del tubo si riduce a diversi decimi di nanometro, la resistenza di contatto comincia a dominare, ", ha affermato il professor Skoltech Vasili Perebeinos, l'autore principale dello studio.

I tubi a semiconduttore sono usati per fabbricare i transistor. Ma il metallo è usato per i contatti. Il metallo esercita una pressione sui tubi, che va a scapito della tensione superficiale. Precedenti ricerche sul campo hanno rivelato che questa pressione è abbastanza alta da appiattire i tubi. "Nella nostra ultima ricerca, abbiamo previsto che i tubi semiconduttori appiattiti da un contatto metallico diventano metallici. In questo caso, la resistenza di contatto aumenta, e successivamente non decresce. Ciò è dovuto alla rottura della simmetria assiale dei tubi deformati sotto il contatto metallico, " disse Perebeinos.

La ricerca del team guidato da Skoltech ha aiutato a chiarire i passi che possono essere presi per ridurre la resistenza al contatto. Hanno stabilito che per la produzione di transistor, è preferibile utilizzare tubi con diametri relativamente piccoli. Per contestualizzare questo, immagina un grande tubo invece di un nanotubo, e un martello che batteva contro il tubo invece del metallo che esercitava pressione. Si capisce subito perché una riduzione diametrale sarebbe d'aiuto; sarebbe più facile spianare un tubo di grande diametro che uno di diametro minore.

È anche possibile utilizzare metalli con una tensione superficiale inferiore; il "colpo di martello" in questo caso sarebbe più debole e il nanotubo non si appiattirebbe.

Lo studio è stato pubblicato su Lettere di revisione fisica .