امکان بهبود عملکرد ترانزیستورهای نانولوله‌کربنی

رکت IBM در راستای جایگزینی ترانزیستورهای سیلیکونی با ترانزیستورهای نانولوله‌کربنی، اقدام به بررسی روش‌های بهبود این ترانزیستورها کرده است. نتایج یافته‌های آن‌ها نشان می‌دهد که ریشه اصلی تفاوت عملکردی ترانزیستورهای نانولوله‌کربنی، قطر نانولوله‌ نیست و با ک

در سال‌های گذشته، ابعاد ترانزیستورهای سیلیکونی به شدت کاهش یافته‌ است. این کاهش ابعاد در حال نزدیک شدن به محدودیت فیزیکی خود است و باید به زودی جایگزینی برای آن ارائه شود. از این رو ترانزیستورهای مبتنی بر نانولوله‌کربنی مورد توجه دانشمندان قرار گرفته‌ است. ترانزیستورهای نانولوله‌کربنی می‌توانند جایگزینی برای همتایان سیلیکونی خود باشند.
نانولوله‌های کربنی مقاومت کم و هدایت بالا دارند و رفتارهای انتقالی آن‌ها به گونه‌ای است که مصرف انرژی پایین‌تری دارند. اما این نانولوله‌ها معمولاً یکنواخت نیستند و همین مسئله علمکرد آن‌ها را در ترانزیستورها زیر سوال می‌برد.
چاو از شرکت IBM می‌گوید: «در ساخت یک ترانزیستور نانولوله‌کربنی از میلیاردها نانولوله استفاده می‌شود که باید ثبات خوبی داشته باشند به طوری که تمام ترانزیستورها عملکرد مشابه هم داشته و در نهایت بتوانند با یک ولتاژ واحد کار کنند.»
آخرین تحقیقات محققان IBM نشان داده است که تمام تفاوت عملکرد ترانزیستورهای نانولوله کربنی به خود نانولوله‌ها برنمی‌گردد ، بلکه می‌توان با بهبود فرآیند تولید، این اختلافات را کاهش داد. این گروه تحقیقاتی هزاران ترانزیستور اثرمیدان حاوی نانولوله‌های کربنی تک جداره را تهیه کردند که در آن‌ها یک لایه 10 نانومتری از جنس HfO2 پوشش داده شده به عنوان دی‌الکتریک دروازه مورد استفاده قرار گرفته است. آزمایش‌ها روی این ترانزیستورها نشان داد که اختلافاتی میان آن‌ها وجود دارد. همچنین این پژوهش‌ها نشان داد که منبع اصلی این اختلاف، تفاوت در قطر نانولوله‌های کربنی نیست.
در این پروژه، محققان شرکت IBM دو ترانزیستور مشابه را با استفاده از نانولوله‌های کربنی مشابه، تولید کردند اما اختلاف میان ترانزیستورها همچنان وجود داشت. بارهای به دام افتاده در سطح میان «هوا/اکسید» منشاء احتمالی برای این اختلافات بود. پژوهشگران امیدوارند که با کاهش این اختلافات بتوانند فرآیند ساخت ترانزیستور نانولوله‌کربنی را تسریع کنند. آن‌ها معتقداند که ریشه مشکل، لایه اکسیدی بوده و ارتباطی به خود نانولوله‌کربنی ندارد. بنابراین می‌توان با کنترل بهتر منبع نانولوله کربنی و فرآیند تولید، این اختلافات را کاهش داد.