Nanomedeliai

   Ateities mikroelektronikos prietaisai galbūt bus augs aukštyn kaip medžiai. Taip bent verčia manyti pastaruoju metu pradėti auginti "nanomedžių" miškai. Jie pasižymi savybėmis, kurios žada padėti įveikti bene didžiausią mikroelektronikos pramonės problemą - kaip prietaisams mažėjant garantuoti aukštą signalų kokybę.


Nano medelynas

   Šiandien silicio paviršiuje pavyksta sudaryti iki 130 nm dydžio detales. Kai elektronai pralekia pro šias detales jie yra sklaidomi medžiagos struktūros netolygumų. Dideliuose prietaisuose šios sklaidos įtaka yra minimali, bet ji labai išauga kai prietaisų matmenis tenka matuoti nanometrais. Šiuo atveju dėl sklaidos pradeda sąveikauti skirtingi signalai.

   Šią problemą būtų galima išspręsti, jei puslaidininkines medžiagas, tokias kaip galio fosfidas, pavyktų molekulė po molekulės auginti ant padėklo. Šitaip jau yra gaminamos nanovielelės. Jos elgiasi it idealūs vienmačiai kristalai be jokių paviršiuje išėsdintiems grandynams būdingų netolygumų, todėl elektronai vielelėmis skrieja balistiškai, nesklaidomos.

   Larsas Samuelsonas iš Lundo universiteto (Švedija) ir jo bendradarbiai sukūrė sudėtingesnį darinį - nanometrų dydžio medelį, kurio kamienas ir kiekviena šaka pasižymi nanovielelėms būdingomis savybėmis. Pradžioje GaP padėklo paviršiuje buvo nusodinama 50 nm dydžio aukso nanodalelių matrica. Po to padėklas buvo dedamas į fosfino ir trimetilgalio garų pripildytą kamerą, įkaitintą iki 500 oC. Auksas katalizuoja GaP molekules, kurios juda į aukso dalelės dugną. Sluoksnis po sluoksnio šios GaP molekulės sudaro 1 mikrono aukščio kamieną, išaugusį po aukso dalele.


Nanomedelių auginimo procesas.

   Norėdami sudaryti šakas, mokslininkai papurškė kamienus aerozoliu, kuriame buvo dar mažesnių įelektrintų aukso dalelių. Jiems pavyko valdyti atstumą tarp šakų ir jų padėtį kaitaliojant elektrinio lauko stiprį. Po to darinys buvo vėl talpinamas kameroje ir auginimo procesas pratęsiamas. Keisdami kaneroje esančių dujų sudėtį mokslininkai taip pat sugebėjo auginti ir kitų puslaidininkių nanovieleles. Tai yra labai svarbu, nes keičiant nanovielelių sudėtį galima jose sudaryti diodus ar tranzistorius.

   Samuelsono grupė jau bando užauginti tokį mišką, sudarytą iš nanometrų dydžio saulės elementų. Siekiama šakelių gale sudaryti "lapus" iš fotovoltinės medžiagos, fotonus verčiančios elektronais. Šitaip bus galima drastiškai padidinti efektinį saulės elementų paviršiaus plotą ir elementai pasidarys gerokai našesni.


Mokslo įdomybės