|
Для своих экспериментов группа
Япа использовала наноизолятор – слой нанотрубок из нитрида бора. С
помощью лазеров исследователи размещали квантовые точки из
атомов золота размером около 3 нм на верхней стороне таких нанотрубок. Выбор нанотрубок из нитрида бора в качестве субстрата был
обусловлен их практически идеальными качествами: небольшим стабильным контролируемым диаметром и изоляционными свойствами.
В результате проведенных совместно с учеными Национальной
лаборатории Оук-Ридж исследований этой структуры с подсоединенными к ее
концам золотыми электродами обнаружилось, что электроны способны перескакивать,
минуя изолятор, от одной квантовой точки к другой – явление,
известное как туннельный эффект. Полученная
структура оказалась транзистором: при достаточном приложенном к ней напряжении она «переключалась»
в проводящее состояние. При понижении или отключении напряжения структура
возвращалась к исходному состоянию изолятора.
Так как в качестве основы нового транзистора использован
изолятор, он не имеет недостатка, характерного для полупроводниковых
транзисторов – утечек тока, вызывающих потери энергии на нагрев.
Группа Япа – не первая, которой удалось получить транзисторы,
использующие туннельный эффект. Но такие транзисторы, созданные другими
группами, работоспособны только при очень низких температурах.
Секрет прибора Япа –
в его субмикронных размерах (длина – 1 мкм, ширина – 20 нм). Расстояния между
квантовыми точками, составляющие единицы нанометров, делают возможным управление
движением электронов при комнатной температуре. Длина транзистора (расстояние
между электродами) теоретически может быть уменьшена до долей микрона.
| 
