В МИФИ придумали, как удешевить наноэлектронику за счет водорода

Специалисты из Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» вместе с коллегами из Франции и Греции предложили простой способ контролируемого натяжения нанотрубок и других крошечных объектов, который способен удешевить производство наноэлектроники. Результаты их исследований опубликованы в престижном британском журнале Nanotechnology. 

В углеродной наноэлектронике основой для проводов, диодов, транзисторов и других устройств служат натянутые углеродные нанотрубки, подобные струнам музыкальных инструментов. Однако толщина углеродных струн в 100 тысяч раз меньше диаметра волоса человека, поэтому для их натяжения приходится разрабатывать сложные методики. 

«Существующие методики направлены на создание единичных образцов напряженных нанотрубок, что делает их cлишком дорогими для промышленного производства. Поэтому мы предложили альтернативу – заранее имплантировать ионы водорода и гелия внутрь подложки, на которой лежат нанотрубки», – рассказывает доцент Института нанотехнологий в электронике, спинтронике и фотонике НИЯУ МИФИ Константин Катин. 

По его словам, при нагревании ионы водорода превращаются в газовые молекулы, и на поверхности подложки надувается пузырь, который деформирует нанотрубку. Меняя температуру, можно управлять размером пузыря, а значит – и деформацией наноструктуры.

«Наша методика применима к широкому классу наноструктур, необязательно углеродных – большинство низкоразмерных систем меняют свои электронные свойства под действием натяжения», – поясняет доцент института Михаил Маслов.

Как считают в МИФИ, предложенный способ деформации наноструктур удешевит производство множества базовых элементов для наноэлектронных схем. 
Сейчас авторы проверяют эффективность водородных пузырей на других материалах (графеновых хлопьях и углеродных горошинах) и планируют запатентовать технологию.

Стоит отметить, что последние годы специалисты находят водороду все большее применение, в частности, теперь из него добывают электричество. Так, в августе 2017 года в Южной Корее появился предсерийный прототип кроссовера на водородном топливе. Той же осенью в Китае заработал первый водородный трамвай, а накануне в Германии к пассажирским перевозкам приступили два железнодорожных поезда на водороде.