Техника - молодёжи 2011-02, страница 5
готовлення наноразмерных объектов. Сегодняшняя 32-нм технология «Intel» производит впечатление. Используемые технологические процессы за 20 лет изменились коренным образом. Нельзя не отметить, что прогресс в уменьшении размеров колоссальный; но транзистор как был транзистором, так им и остался, ничего принципиально нового в его поведении не появилось. Деятельность по уменьшению размеров классического транзистора, хотя исключительно сложна и важна, но не может продолжаться бесконечно, предел уже близок. Поиски нового очень актуальны, и на это и направлена интенсивная исследовательская деятельность в физике наноструктур. - И одноэлектронный транзистор должен стать этим новым, идущим на смену «классике»? В чём его основное преимущество, во всяком случае, в сегодняшнем понимании? - Одноэлектронный транзистор не может быть заменой полупроводниковому, поскольку совершенно на него не похож ни по структуре, ни по функциям. Единственное, в чём он схож с полупроводниковым транзистором, - он тоже представляет собой трёхзлектро-дное устройство. Но - с совершенно другой физической основой функционирования. Между двумя электродами расположен малый проводящий островок, соединённый с ними через туннельные переходы сверхмалых размеров, третий электрод - ёмкостной затвор к островку. Исключительное достоинство одно-электронного транзистора заключается в том, что на сегодня это самый чувствительный электрометр, позволяющий следить за динамикой движения единичных электронов в микро- и на-нообъектах. Другого такого устройства и близко нет, он чувствует изменение заряда на своём острове в миллионные доли заряда электрона! Проблема состоит в том, чтобы сделать на его основе удобный прибор, над чем бьются долго и упорно многие исследовательские коллективы в мире. Опять же, уникальная экспериментальная демонстрация такого прибора -сканирующего зондового микроскопа с одноэлектронньш транзистором-сенсором - была проведена ещё в 1997 г. (США, Bell Labs). - Владимир Александрович, вы не могли бы кратко рассказать о том, что сделано?Какие достижения можно «записать в актив» вашей группы? - Самый активный и плодотворный период нашей работы прошёл в сотрудничестве с Федеральным Физико-Технологическим Центром в Брауншвей-ге. Свои структуры мы разрабатывали и изготавливали в России, а измерения проводили в Германии - наши немецкие коллеги предоставили сложное и дорогостоящее оборудование для сверхнизкотемпературных (30 мК-4,2 К) измерений, которые на тот момент были невозможны в России. С 1994 г. проведены многолетние исследования по проблеме флуктуаций фонового заряда в одноэлектронных структурах, которые широко известны в мире. Разработан и изготовлен одноэлектронный транзистор оригинальной стековой конструкции с рекордно низким (лучшим в мире) значением шума на низких частотах; первый в мире оригинальный одноэлектронный транзистор с резистивными элементами вместо туннельных переходов. Был проведён сложный и интересный эксперимент по демонстрации одноэлектронной ячейки памяти, в котором единичные электроны управляемым образом перемещались на остров хранения. Нам удалось удерживать электрон на острове хранения необычайно долго - более 8 часов (второй результат в мире). Совместно с лабораториями центра в Брауншвейге и Института Макса Планка в Штутгарте проведены оригинальные исследования квантового эффекта Холла с помощью одноэлектронных транзисторов. Не так давно нами продемонстрирован одноэлектронный транзистор из нового материала - высоко-допированного кремния на изоляторе. Его использование позволило поднять рабочую температуру одноэлектронно-го транзистора до 30-40К, что является существенным достижением для создания на его основе реальных устройств. Наш вариант кремниевого транзистора является оригинальным и ранее не демонстрировался. Заканчивая, я хотел бы подчеркнуть, что вся экспериментальная деятельность в одноэлектронике началась после замечательных теоретических работ Одноэлектронный транзистор из высокодопированного кремния на изоляторе -то, с чем сегодня работает лаборатория российских учёных физфака МГУ Константина Константиновича Лихарева, Дмитрия Владиславовича Аверина, Александра Борисовича Зорина, заложивших основы этой новой области мезоскопической физики. Всеони с конца 1980-х - начала 1990-х работают за рубежом и имеют мировую известность, как и начинавшие экспериментальные исследования в одноэлектронике — Леонид Сергеевич Кузьмин и Юрий Александрович Пашкин. География сотрудников лаборатории, работающих за границей, обширна - университет Стони Брук (США), Федеральный Физико-Технологический центр Германии, Чал-мерский технологический университет (Швеция), исследовательская лаборатория корпорации NEC (Япония) и др.Ш Материал подготовил Владимир МЕЙЛИЦЕВ 3 |
