Человечество давно идет по пути миниатюризации электроники от перфокарт к microSD, от вычислительных залов до смартфонов.
Одной из проблем, которая встречается на этом пути является применение сложных литографических процессов при создании чипов, что ухудшает качество границ разделов между слоями и значительно снижает функциональные свойства конечного устройства.
Возможность совмещения логических элементов на одном кристалле, не прибегая к литографии – прорывная идея, уже давно занимающая прогрессивные лаборатории и центры наноэлектроники.
В последние годы исследователи НОЦ «Функциональные наноматериалы» БФУ им. И. Канта работают над созданием системы отдельных нанокристаллов кремний-золото, которые были названы нановискерами (в переводе «нано-усы» из-за своей формы). Эта работа от начала и до конца реализована молодым физиком БФУ им. И. Канта - Ксенией Максимовой вместе с коллективом НОЦ – Анатолием Козловым, Петром Швецом, Ульяной Коневой, Оксаной Юркевич, Александром Гойхманом и коллегами из других лабораторий - Олегом Лебедевым, Олегом Вывенко, Владимировм Михайловским. Основным технологическим достижением исследователей является успешный переход от планарных (точечных) структур к 2D- структурам, оставаясь при этом на традиционном микроэлектронном материале - кремнии. Результат работ продемонстрирован в новом журнале ACS Omega престижного издательства ACS Publishing (издается Американским химическим сообществом). 09 февраля вышла on-line публикация «Copper-Stabilized Si/Au Nanowhiskers for Advanced Nanoelectronic Applications» («Si/Au Нановискеры, стабилизированные медью, для перспективных приложений наноэлектоники»).
В работе приведены изображения формируемых «усов» - объектов, размер которых не превышает нескольких десятков нанометров в диаметре и сотен – по высоте. Каждый такой вискер – это идеальный кристалл кремния с золотой шляпкой. Ученым удалось не только вырастить сами кристаллы, но и продемонстрировать работу простейших элементов электроники и логики на их основе.
Ксения Максимова:
«Мы не останавливаемся на достигнутом и будем продолжать работать над усовершенствованием наноструктур. Цель работы: создать систему логических элементов на базе одного нановискера, т.е. на основе нанокристалла кремния, который в дальнейшем может быть, как интегрируемым элементом для современных процессоров, так и самостоятельным наноэлектронным устройством. Данная разработка охватывает широкий спектр применений: современные элементы памяти (мемристоры), биосенсоры, компоненты солнечных батарей, адресная доставка лекарств и многие другие. Технология создания нановискеров не имеет ограничений экономична и легко переносится на современные линейки электронной промышленности. Кроме того, она может быть использована в медицине, например, при абсорбции белковых соединений и структур ДНК, для доставки лекарственных средств»