Қазіргі заманғы транзисторлар. Көміртекті нанотүтік- шелер негізіндегі транзисторлар

Қазіргі заманғы есептегіш техниканың негізі 1947 жылы Д. Бар- дин, У. Браттейн және В. Шокли шығарған транзистор болып табыла- ды. Тарнзисторлар арасынан екі негізгі типті бөліп көрсетуге болады: биополярлы (1947 жыл) және өрісті (70 жылдар) транзистор. Олар бір- бірінен ысырмаға (затвор) тура беттелудің болуымен, сонымен қатар заряд тасымалдағыштарының санымен және типімен ерекшеленеді. Соңғы 30 жылда есептегіш техниканың дамуы «металл - оксид - жартылайөткізгіш» (МОЖ-транзисторлар) кұрылымды өрісті транзис- торларды қолданумен байланысты. МОЖ-транзистор құрылымы ашы- лу кезінен бастап өзгеріссіз, транзистор элементтерінің материалы мен олардың мөлшері ғана өзгеріп келеді. Мысалы, кез келген транзистор өткізгіш кіріс пен шығыстан тұрады, олардың арасында ысырмамен (затвор) басқарылатын канал (жартылай өткізгіш) бар. Ысырманы ка- налдан диэлектриктің жұқа қабаты бөліп тұрады.

Соңғы кезде тығыздығы жоғары транзисторлары бар микропроцес- сорларды дайындауды автоматизациялау үшін литография технологиясы қолданады. Кремний бетінде арасында канал рөлін аткаратын қуыс бар сток пен истокты түзеді. Канал бетіне диэлектриктің жұқа қабатын отырғызады немесе кремнийді тотықтыру арқылы оксидті қабат түзеді. Кіріс пен шығыс басқа транзисторлармен шаңдандырылған (напыленный) металды беттемелермен қосып, бет қоршаған ортадан қорғау үшін толығымен ди- электрик қабатымен (кремний оксиді немесе нитриді) қапталады. Транзи- сторлар элементтерін дайындау үшін түрлі технологияларда түрлі матери- алдар қолданылады, бірақ жалпы алғанда дайындау технологиясы барлық қазіргі заманғы процессорлар үшін ұқсас болады.

Көміртекті нанотүтікшелер ерекше құрылыс пен механикалық қасиеттерге ғана емес, сонымен қатар, спецификалык электронды қасиеттерге де ие. Мысалы, хиральді құрылымға байланысты олар металдык та, жартылайөткізгіш те қасиеттер көрсетеді. Өрісті транзистор каналы ретінде жартылайөткізгіш қасиеттерге ие нанотүтікшелерді қолдану оңай шешім болып табылады. 6.1-суретте оксидті үлпекке шығыс, кіріс өткізгіштерінен және оларды қосатын көміртекті нанотүтіктен тұратын жүйе көрсетілген. Ысырма ретінде бұл сызбанұсқада кремний диоксидіне отырғызылған алтын электроды қолданылған.