Створена найскладніша на сьогоднішній день електронна схема на основі шести вуглецевих нанотрубок, містить 46 польових транзисторів
Ні для кого не є секретом, що приблизно до 2020 року електроніка, заснована на кремнієвих напівпровідниках, досягне меж, після яких із-за фізичних обмежень буде неможливо зменшити розміри транзисторів і нарощувати їх швидкодію. Для подолання цієї граничної риси потрібні зовсім нові технології, які дозволять продовжувати мініатюризацію електроніки, витримуючи темпи, які диктуються темпами розвитку сучасних технологій. Одним із перспективних методів є використання польових транзисторів (field-effect transistor, FET) на основі вуглецевих нанотрубок (carbon nanotube, CNT). Створені на поточний момент досвідчені зразки таких транзисторів володіють приголомшливими характеристиками, а їх розміри складають нанометры. Тим не менш, на сьогоднішній день ще не існує технологій, які дозволяв налагодити виробництво "нанотрубочних" транзисторів (CNT-FET) в промислових масштабах.
Багато групи вчених працюють над рішенням вищезгаданої проблеми і досить значних успіхів у цьому вдалося домогтися групі Тиэн Пея (Tian Pei) з Пекінського університету, Китай. Вони розробили модульний метод, за допомогою якого можна створювати складні інтегральні схеми, побудовані на базі CNT-FET транзисторів. Для демонстрації можливостей розробленої ними технології дослідники виготовили схему управління 8-бітної магістральної шини, яка складається з 46 транзисторів, розташованих на поверхні шести вуглецевих нанотрубок. Ця схема є найскладнішою на сьогоднішній день схемою такого виду, але процес її виготовлення дозволить у недалекому майбутньому виробляти схеми більш високого рівня складності.
Основною проблемою, з якою дослідники стикаються, намагаючись використовувати вуглецеві нанотрубки, є їх неоднорідність. У всій масі одержуваних нанотрубок практично неможливо зустріти дві абсолютно однакові нанотрубки, вони обов'язково розрізняються довжиною, діаметром і наявністю дефектів у різних місцях. Крім цього, одержувані нанотрубки, в силу особливостей їх структури, можуть бути як напівпровідниками, так і провідниками. І хоча вже існують методи сортування нанотрубок, вони в більшості випадків призводять до пошкодження структури та погіршення їх електричних властивостей.
Для того, щоб обійти проблему неоднорідності нанотрубок, дослідники зазвичай будують схеми з єдиною нанотрубки, на поверхні якої можуть розташовуватися від сили пару десятків транзисторів. Це сильно звужує функціональність електронних схем, які обмежуються поки найпростішими логічними і арифметичними елементами.
Розроблена китайськими вченими технологія дозволяє створювати досить складні схеми, використовуючи декілька різних нанотрубок, незважаючи на їх неоднорідність і відмінність у властивостях. Цього вдалося домогтися за рахунок модульного підходу, при якому в якості основного сполучного модуля виступає схема з восьми транзисторів, створена з двох нанотрубок з різними властивостями. Ця схема, звана 8-T, є основним блоком з яких складають більш складні схеми.
Схема 8-T може виступати в якості базового модуля широкого ряду електронних схем, з яких можна, як з цеглинок складати пристрою по складності не поступаються сучасним мікропроцесорів. І ці пристрої будуть відрізнятися від їх кремнієвих аналогів більш високими швидкостями роботи і вкрай низькою кількістю споживаної енергії.
"За допомогою нашої технології ми в найближчому майбутньому плануємо створити інтегральні схеми, які виграють у кремнієвих схем практично за всіма параметрами. Нанотрубочные схеми будуть набагато менше кремнієвих, вони набагато швидше їх і споживають набагато менше енергії. Схеми можуть зберігати працездатність в умовах вкрай низьких температур і високого рівня іонізуючого випромінювання, що дозволить використовувати їх в космосі. Нанотрубочные схеми також працюють при відносно високих температурах, що дозволить у деяких випадках відмовитися від систем охолодження. Схеми з вуглецевих нанотрубок можна буде виготовляти на прозорих і гнучких підставах, які за умови використання певних матеріалів, будуть володіти біологічною сумісністю".