Исследователи из Технологического института Джорджии (США) показали, что по своей проводимости графеновые соединители могут успешно конкурировать с медными, используемыми в производстве современных интегральных микросхем.

«Удельное сопротивление материала принято считать константой, значение которой не зависит от величины образца, — говорит один из участников исследования Рагхунатх Мурали (Raghunath Murali). — Но при переходе к наноразмерным соединителям на проводимость меди начинает влиять процесс рассеяния на границах зерен вещества, а потому на уровне 30-нанометровых диаметров удельное сопротивление возрастает практически в два раза».

Среди достоинств графеновых соединителей ученые называют высокую подвижность электронов, хорошую теплопроводность, механическую жесткость, сниженную паразитную емкостную связь между близлежащими проводниками.

В опытах использовался графен, полученный наиболее простым способом — механическим отщеплением тонких слоев графита. Сформированные многослойные пленки затем переносились на подложку из окисленного кремния, на которой методом электронной литографии были созданы четыре электрода (контакта).

На завершающей стадии подготовки из пленок получили наноленты толщиной от 18 до 52 нм.

Как выяснилось, наиболее удачные образцы нанолент по показателю проводимости сравнялись с самыми оптимистичными оценками свойств соответствующих по размерам медных проводников.

«Даже экземпляры среднего качества продемонстрировали прекрасные результаты, — объясняет г-н Мурали. — Мы ведь не старались оптимизировать процесс получения графена и не пытались повысить чистоту материала; используйте более совершенный техпроцесс — и графен опередит медь».

Рис. 1. Изображение графеновых нанолент, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа. Толщина лент на участке между двумя средними электродами составляет 22 нм. (Снимок получен Рагхунатхом Мурали.)

Здесь необходимо отметить, что отрицательное влияние на величину проводимости графена оказывают примеси и фононы подложки (колебания атомов кристалла кремния).

Как считают авторы работы, графеновые соединители смогут поддержать тенденцию роста производительности микросхем на том этапе, когда размеры элементов достигнут отметки в 20 нм (по оценкам ученых, это произойдет в ближайшие пять лет).