ГАЗЕТА НАЦИОНАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ЯДЕРНОГО УНИВЕРСИТЕТА «МИФИ»

Издается
с 1960 года


МНЕНИЕ
ГРАФЕН  и… его будущее

В 2010 году наши соотечественники Константин Новоселов и Андрей Гейм стали лауреатами Нобелевской премии в номинации «Физика» за свои работы по созданию графена. Этот новый материал может составить достойную конкуренцию кремнию – основе современной полупроводниковой электроники. Лауреатами были проведены уникальные эксперименты по исследованию основных физических свойств графена, в результате которых стало ясно, что открытие будет иметь далеко идущие и даже революционные последствия. Однако сейчас, несмотря на большую проделанную работу, требуется много дополнительных исследований, прежде чем графен займет свое место в нашей жизни.

Подтверждение того, что данная тема очень важна, – доклад «Новые наноструктуры: открытие, достижения и перспективы» профессора Ю.Е. Лозовика, с которым он выступил на  пленарном заседании научной сессии. Юрий Ефремович начал свой рассказ с истории возникновения и развития полупроводниковой электроники, в основе которой лежат работы Ф. Белла и Б. Шокли по исследованию возможности управления проводимостью полупроводников с помощью заряженного металлического электрода. В 1947 году авторы этих трудов получили Нобелевскую премию по физике. А  впоследствии их работы стали базой для создания полевых транзисторов – основы современной цифровой и аналоговой электроники.

По мере развития технологии производства интегральных микросхем размеры транзисторов уменьшались, схемотехника становилась все сложнее, возрастало быстродействие и открывались новые возможности. Эти поразительные успехи давались ценой постоянного совершенствования технологии. Однако сегодня технологи сталкиваются с большими трудностями, возможность преодоления которых в настоящее время вызывает сомнения. Размеры транзисторов стали настолько малы, что проблемы токов утечки и пробоя оказались серьезным препятствием на пути дальнейшего уменьшения их размеров. Чтобы преодолеть эти трудности,  нужен  качественный скачок…

Работы Шокли были посвящены исследованию возможности управления проводимостью полупроводников с помощью заряженного металлического электрода. «Проводимостью каких еще материалов можно управлять?». Как известно, металлы имеют хорошую проводимость, но не существует способа сделать так, чтобы металл перестал проводить электрический ток. «Иначе обстоит дело с полуметаллами. Такая логика привела сотрудников Института проблем технологии и микроэлектроники к исследованию графена как базы для полупроводникового транзистора вместо кремния».

Далее докладчик коротко рассказал о том, как был получен графен и как были определены его основные физические свойства. Технология получения графена была следующая: с помощью скотча от графита отщеплялось некоторое количество чешуек, потом скотч растворялся в ацетоне и среди оставшихся чешуек были и однослойные структуры. Этим способом можно получить графен размерами порядка 100 мкм. На полученные образцы графена напылялись золотые контакты, что позволило провести измерения его проводимости и понять основные физические свойства. С этого момента началась работа по изучению графена, последние результаты которой были представлены в докладе.

По материалам доклада было видно, что уже сделано очень много, но требуется еще немало усилий для практического применения полученных результатов. Это значит, что впереди много не менее интересных и важных открытий

Александр  Бакеренков,
аспирант  кафедры  27.