مزاحمت نانولوله‌های کربنی فلزی در ساخت مدار‌ها رفع شد

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، در تمام مدار‌های منطقی مبتنی بر نانولوله‌کربنی که تاکنون درباره آن شنیده‌اید، یک راز نامطلوب وجود دارد: برخی از نانولوله‌های کربنی مورد استفاده در این مدار‌ها به جای نیمه‌هادی بودن، فلزی هستند. البته وجود این نوع نانولوله کربنی نامطلوب در مدار‌های منطقی چندان هم مشکل بزرگی محسوب نمی‌شود چرا که مقداری نویز در سیستم ایجاد می‌کند که در کل عملکرد مدار اثر بزرگی ندارد. مشکل اصلی، مدار‌های آنالوگ هستند. در این مدارها، وجود مقدار بسیار کمی از نانولوله‌های فلزی می‌تواند مشکل بزرگی ایجاد کنند.

آیا آمر و همکارانش در موسسه فناوری ماساچوست نشان دادند که می‌توان این مشکل را حل کرد. این گروه ترانزیستور‌های اثرمیدان حاوی نانولوله‌های کربنی را با مدار‌های RAM ترکیب کردند.

در این فناوری، نانولوله‌های کربنی روی لایه‌ای که روی مدار سیلیکونی قرار دارد، نشانده می‌شوند تا ترانزیستور ایجاد شود. سپس حافظه RRAM را روی آن قرار می‌دهند. این کار را نمی‌توان در الکترونیک سیلیکونی انجام داد چرا که دمای سیستم بسیار بالا است. این گروه با روش جدید خود موفق شدند تا ترانزیستور را هزاران برابر متراکم‌تر بسازند.

فرآیند ساخت ترانزیستور آنالوگ با ایجاد ترانزیستور اثر میدان نانولوله کربنی آغاز می‌شود. در این ساختار یک گیت فلزی زیر کانالی از نانولوله کربنی که به‌صورت افقی قرار دارد، ایجاد می‌شود. این نانولوله میان الکترود منبع و خروجی کشیده می‌شود. حداقل یکی ازاین نانولوله‌ها، فلزی است. ترفند اصلی این است که این نانولوله ایزوله شود. برای این کار محققان الکترود منبع را به سه بخش تقسیم کردند، از نظر آماری یکی از این سه بخش باید به یک نانولوله فلزی متصل باشد.

برای این که محققان دریابند که کدام یک به نانولوله فلزی متصل است تا آن را جدا کنند، از یک حافظه RRAM استفاده کردند که روی الکترود خروجی قرار دارد. این حافظه نقش مقاومت را ایفا می‌کند. عبور جریان در یک جهت موجب افزایش مقاومت می‌شود. محققان ولتاژی به مدار حاوی حافظه و نانولوله اعمال می‌کنند.

 

در این حالت اگر نانولوله نیمه‌هادی باشد، اثر خاصی ایجاد نمی‌شود، اما اگر فلزی باشد، به‌صورت مدار کوتاه عمل کرده و موجب افزایش مقاومت حافظه می‌شود و در نهایت مسیر مسدود خواهد شد.