Uma equipe de cientistas Skoltech, em colaboração com pesquisadores do IBM Watson Research Center, lançaram luz sobre o comportamento dos contatos elétricos em nanotubos de semicondutores de carbono, o que pode abrir caminho para a eletrônica de última geração.

No passado, a eletrônica digital de silício foi possibilitada por uma redução no tamanho do transistor, mas as possibilidades do silício efetivamente atingiram seu limite. Assim, é preciso buscar novas oportunidades de redução de custos e aumento de desempenho em dispositivos eletrônicos. Para este fim, gigantes da tecnologia como a IBM estão investigando ativamente seu potencial para substituir o silício em computadores de próxima geração e outros eletrônicos.

O principal desafio a esse respeito é a resistência de contato, uma característica da baixa resistência dos canais de nanotubos. "A resistência do transistor inclui a resistência do canal e do contato. A resistência do canal dos nanotubos de carbono é melhor do que a do silício, mas ninguém precisa de transistores feitos de nanotubos com um longo canal, e quando o tamanho do tubo diminui para vários décimos de nanômetro, a resistência de contato começa a dominar, "disse Skoltech Professor Vasili Perebeinos, o principal autor do estudo.

Tubos semicondutores são usados ​​para fabricar transistores. Mas o metal é usado para contatos. O metal exerce pressão sobre os tubos, que vem às custas da tensão superficial. Pesquisas anteriores no campo revelaram que essa pressão é alta o suficiente para achatar os tubos. "Em nossa última pesquisa, previmos que tubos semicondutores achatados por um contato de metal se tornariam metálicos. Nesse caso, a resistência de contato aumenta, e não diminui subsequentemente. Isso se deve à quebra da simetria axial dos tubos deformados sob o contato do metal, "Perebeinos disse.

A pesquisa da equipe liderada por Skoltech ajudou a elucidar as etapas que podem ser tomadas para reduzir a resistência de contato. Eles determinaram que, para fins de fabricação de transistores, é preferível usar tubos com diâmetros relativamente pequenos. Para colocar isso em contexto, imagine um grande cano em vez de um nanotubo, e um martelo batendo contra o tubo em vez de metal exercendo pressão. Imediatamente fica claro por que uma redução diamétrica ajudaria; seria mais fácil achatar um tubo com um diâmetro grande do que um com um diâmetro menor.

Também é possível usar metais com menor tensão superficial; o "golpe de martelo" neste caso seria mais fraco e o nanotubo não seria achatado.

O estudo foi publicado em Cartas de revisão física .