Компьютерра - Журнал Компьютерра №767

Ученым из Уотсоновского исследовательского центра корпорации IBM впервые удалось изготовить и исследовать графеновый транзистор, способный работать на рекордно высокой частоте 26 ГГц. Это устройство станет важным шагом на пути углеродной электроники к высокочастотным приложениям.

Двадцать шесть гигагерц - это много или мало? Рекордные образцы кремниевых транзисторов сегодня умеют работать на порядок быстрее. Но для устройства солидных размеров (около 150 нм), изготовленного из материала, который был открыт лишь пять лет назад, это очень неплохой результат. Кроме того, вылизанные за многие годы кремниевые транзисторы трудно сделать меньше 40 нм, и все возможности повышения их быстродействия уже практически исчерпаны.

Скорость переключения транзистора растет пропорционально скорости движения электронов в канале и уменьшению размеров самого устройства. И тут графен (слой углерода толщиною в один атом) сулит захватывающие перспективы хотя бы потому, что эффективная масса электронов в этом материале равна нулю и они движутся как релятивистские частицы. Однако на практике реализовать потенциал графена пока не удавалось.

В новом полевом транзисторе графеновый канал поместили на слой изолятора из диоксида кремния толщиной 300 нм, выращенный на кремниевой подложке. Но подложку, как в большинстве других экспериментов, не стали использовать в роли затвора, а нанесли поверх графена тонкий десятинанометровый слой изолятора из оксида алюминия и уже на нем разместили металлические электроды затвора.

Измерения показали, что графеновый транзистор работает именно так, как предсказывает теория. А дальнейшее уменьшение длины затвора, оптимизация геометрии устройства и свойств используемых диэлектриков позволит ему функционировать в перспективном терагерцовом диапазоне частот. ГА

Химики из Калифорнийского университета и Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли нашли новый способ массового производства углеродных нанотрубок на основе циклопарафениленов. Метод позволяет получать нанотрубки строго определенного типа, что значительно облегчает их широкое использование в электронике.

Циклопарафенилены - это структуры из нескольких бензольных колец, похожие на ажурные женские браслеты. Их иногда называют углеродными нанообручами. Над синтезом этих удивительных соединений химики бьются уже семь десятилетий. К сожалению, все известные процессы хоть и позволяли получать некоторое количество заветного вещества, но давали на выходе грязную смесь продуктов с дефектами, из которой трудно было выделить "браслеты" заданного размера.

Ученым удалось решить эту проблему, найдя сравнительно простую цепь реакций, протекающих при низких температурах, которые "загибают" бензольные цепочки в циклы определенной длины. А уже эти циклы длиною в 9, 12 или 18 колец могут стать строительными блоками или идеальными затравками для выращивания углеродных нанотрубок. При этом нетрудно получить почти идеальные длинные нанотрубки высокой чистоты.

Именно высокая чистота и строгая определенность типа получаемых нанотрубок являются главными преимуществами новой технологии. Известные методы синтеза на выходе, как правило, дают сложную смесь нанотрубок с разным диаметром, числом слоев и различными электронными свойствами. Из этой смеси трудно выделить нанотрубки нужного типа и качества для использования в электронике. А чтобы стать конкурентоспособными, нанотрубки должны быть не хуже кремниевых кристаллов, с которых сегодня начинается производство любого чипа.

И если в лабораторных условиях уже научились выделять небольшие количества нужных нанотрубок, то для массового производства эти методы явно не годятся. Новая технология должна решить эту проблему. Однако пока ученые сосредоточились на исследовании странных свойств самих нанообручей, которые, наконец, удалось получить в достаточном количестве. ГА

Наша родная галактика Млечный путь в полтора раза массивнее и вращается на 20% быстрее, чем предполагалось ранее. К таким выводам пришли ученые из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики после тщательного анализа данных, которые были собраны разбросанными по территории США десятью крупными радиотелескопами, объединенными в систему Very Long Baseline Array (VLBA) и работающими как одна гигантская антенна.

Понять, как устроена наша собственная галактика, затруднительно именно потому, что мы сами в ней находимся. Если на соседние галактики можно посмотреть со стороны и подсчитать, например, сколько у них спиральных рукавов, то с нашей собственной это не получится. До сих пор толком не ясно, два или четыре рукава у Млечного пути.

Измерить расстояние до других звезд в нашей галактике и скорость их вращения вокруг центра тоже непросто. Обычно это делают косвенными методами - например, исходя из оценки видимой яркости звезд. В результате накапливаются неточности, которые приводят к серьезным ошибкам. К счастью, несколько лет измерений с помощью VLBA позволили частично исправить ошибки. Об этом ученые сообщили на очередном собрании Американского астрономического общества.

Массив радиотелескопов позволяет измерять расстояние до звезд аналогично тому, как это давным-давно делают геодезисты - прямым методом триангуляции. Направление на звезду определяют дважды в год, когда Земля находится по разные стороны от Солнца. Высота получившегося треугольника с основанием, равным диаметру орбиты Земли, и есть расстояние до звезды. Точность метода такова, что серия последовательных измерений дает возможность вычислить направление и скорость полета звезды в галактике. А наблюдения за многими звездами и областями интенсивного радиоизлучения позволили составить ясное представление об их движении в галактике и создать более точную карту Млечного пути.

Наша солнечная система находится на расстоянии 28 тысяч световых лет от центра галактики и вращается вокруг него со скоростью около 268 км/с, что на 20% быстрее, чем полагали до сих пор. Оказалось, что в предыдущих вычислениях расстояния до некоторых звезд астрономы ошибались, занижая цифру до двух раз. Соответственно, оценку массы нашей галактики тоже пришлось увеличить на 50% и почти уравнять ее с массой туманности Андромеды - ближайшей галактики, которая считалась старшей сестрой Млечного пути.

Сейчас ученые продолжают наблюдения, рассчитывая уточнить карту видимой части нашей галактики. Возможно, это позволит выяснить, сколько все-таки у нее рукавов, и ответить на многие другие вопросы. ГА