Углеродные нанотрубки для создания терагерцовых транзисторов и усилителей

Углеродные нанотрубки — цилиндрические структуры из атомов углерода с гексагональной решёткой — обладают высокой электропроводностью и механической прочностью, что делает их перспективными для электроники. Инженеры используют их для создания полевых транзисторов с изолированным затвором (MOSFET), включая устройства, работающие на радиочастотах.

Исследователи из Пекина, Сянтаня и Чжэцзяна разработали углеродные нанотрубки для транзисторов, способных работать на терагерцовых частотах (более 1 ТГц), переключая сигналы более триллиона раз в секунду, что открывает возможности для сверхбыстрых систем связи, радиолокации и вычислений.

Обычные кремниевые транзисторы работают на частотах до 100-300 ГГц, а новые устройства на основе углеродных нанотрубок — до 551 ГГц. Авторы оптимизировали структуры затвора и процессы изготовления, создав устройства с длиной затвора 80 и 35 нм, а также радиочастотные усилители миллиметрового диапазона с коэффициентом усиления до 21,4 дБ.

Эти усилители показали высокую эффективность, увеличивая мощность сигналов 30 ГГц более чем в сто раз, что подтверждает потенциал углеродных нанотрубок для более быстрой связи. В будущем их можно будет использовать для создания сверхскоростных передатчиков, приёмников, терагерцовых сенсоров и высокоскоростных электронных схем.