Yhdysvaltalainen Carbonics -yhtiö on kehittänyt yhdessä Etelä-Kalifornian yliopiston (UCLA) kanssa uudenlaisen hiilinanoputkiin perustuvan ratkaisun. Yhdysvaltain armeijan rahoittaman projektin tulokset voivat tehostaa sotilaallista viestintää ja anturitekniikkaa sekä 5G- ja millimetriaaltojen hyödyntämistä. Myös Suomessa tutkitaan aktiivisesti hiilinanoputkien hyödyntämistä piiritekniikassa.
Lähes kahden vuosikymmenen ajan tutkijat ovat teorioineet, että hiilinanoputket sopisivat hyvin korkeataajuisiksi transistoritekniikoiksi ainutlaatuisten yksiulotteisen elektronin kuljetusominaisuuksiensa vuoksi. Haasteena on ollut koota korkealaatuiset puolijohtavat nanoputket tiheästi kohdistettuihin ryhmiin ja luoda toimiva piirirakenne nanomateriaalista.
Projektissa Carbonics-yhtiön käyttää ZEBRA-kerrostustekniikkaa, joka mahdollistaa hiilinanoputkien tiheän kohdistamisen ja kerrostamisen useille sirualustoille, mukaan lukien pii, pii eristeellä, kvartsi ja joustavat materiaalit. Tämän ansiosta tekniikka voidaan integroida suoraan perinteisiin CMOS- logiikkapiireihin, poistamalla tyypillinen heterogeenisen integraation ongelma.
Virstanpylväs varjostaa perinteisen RF-CMOS-tekniikan suorituskyvyn ja tehokkuuden ja tutkijat uumoilevat, että tekniikka voisi lopulta ylittää vakiintuneen huipputason RF-tekniikan, Gallium-arsenidin. Seuraava askel kumppaneilla on tämän tekniikan skaalaaminen osoittaen, että se voi toimia suuren mittakaavan valmistuksessa.
Uusi tapa valmistaa trasistoreita hiilinanoputkista
Aalto-yliopiston ja japanilaisen Nagoyan yliopiston tutkijat ovat puolestaan kehittäneet uuden tavan valmistaa transistoreja ultrapuhtaista hiilinanoputkista. Uusi menetelmä helpottaa nanoputkien materiaaliominaisuuksien testaamista ja käyttöä kaupallisissa tuotteissa.
Professori Esko Kauppisen tutkimusryhmän kehittämän aerosolipohjaisen valmistusmenetelmän avulla tutkijat voivat hallita nanoputkirakennetta suoraan ja tarkasti.
Heidän uusin menetelmänsä mahdollistaa satojen yksittäisten hiilinanoputkirakenteiden valmistamisen kymmenen kertaa tehokkaammin kuin aiemmin. Näin valmistettujen rakenteiden pinnalla ei myöskään ole niiden suorituskykyä heikentäviä prosessin kemikaalijäämiä.
Lisää: Nanobitteja (LINKKI), tutkijoiden artikkeli Nature Electronics tiedelehdessä (LINKKI), Carbonics-yhtiön tekniikkasivu (LINKKI) sekä Aalto-yliopiston uutinen professori Esko Kauppisen tutkimusryhmän tuloksista (LINKKI). Tässä myös aiemmat Uusiteknologia.fi:n nanoputkia käsitelleet uutiset (LINKKI)
Kuva: Carbonics