Исследователям из ирландского Национального научно-исследовательского института им. Тиндаля (Tyndall National Institute) удалось создать полупроводниковую структуру, претендующую на ключевую роль для дальнейшего развития электронных компонентов.

По словам ученых, представленный ими беспереходный транзистор – первое в мире физически реализованное устройство такого типа. Функционирование структуры основано на возможности управления протеканием тока, вплоть до полного запирания, через тончайший, толщиной всего 10 нм, проводник, посредством «электрического сжатия» со стороны окружающего его слоя, получившего название «обручального кольца».

Согласно данным исследователей, отсутствие традиционных для транзисторов переходов между полупроводниками n- и p-типов позволяет как уменьшить размеры логических вентилей, так и улучшить их характеристики – например, существенно уменьшить токи утечки, а также снизить стоимость чипов. При этом для изготовления микросхем с беспереходными транзисторами могут использоваться те же технологические операции, что и в техпроцессе типа CMOS.

Исследователи использовали коммерческие SOI-подложки и электронно-лучевую литографию для создания нанопроводников (или нанолент) шириной приблизительно 30 нм и толщиной 10 нм. После выращивания 10-нм слоя оксида, нанопроводники подвергались легированию мышьяком для получения канала n-типа, или фторидом бора – для p-типа. Окружающий затворный слой управления толщиной 50 нм был сформирован из поликристаллического кремния, и легирован таким образом, чтобы отличаться от типа канала.

Созданный беспереходный транзистор напоминает структуру, впервые предложенную еще в 1925 г. и известную под названием устройства Лилиенфильда, по имени его изобретателя, австро-венгерского ученого Юлиуса Эдгара Лилиенфильда (Julius Edgar Lilienfield). Однако реализация устройства стала возможна только сейчас, благодаря появлению технологий, позволивших формировать кремниевые проводники толщиной всего лишь в несколько десятков атомов.

Результаты работы опубликованы в Nature Nanotechnology.