Яп говорит, что железные BNNT раздвигают границы электронного оборудования. Транзисторы, модулирующие поток электронов, нуждаются в модернизации.
«Не ограничивайтесь полупроводниками», — говорит он, объясняя, что такие материалы, как кремниевые полупроводники, имеют тенденцию к перегреву, могут иметь очень малый ток и пропускать электрический ток.
Ключом к обновлению фундаментальной базы транзисторов является создание серии ступеней, использующих квантовое туннелирование.
Нанотрубки являются основой этого нового материала. БННТ — отличные изоляторы и плохо проводят электричество. Хотя сначала это кажется странным выбором для электроники, изолирующий эффект BNNT имеет решающее значение для предотвращения утечки тока и перегрева.
Кроме того, поток электронов будет происходить только через металлические точки на BNNT.
В прошлом исследовании Яп и его команда использовали золото для квантовых точек, размещенных вдоль BNNT аккуратной линией. Обладая достаточным энергетическим потенциалом, электроны отталкиваются изолирующим BNNT и превращаются в классики от золотой точки до золотой точки. Это движение электронов называется квантовым туннелированием.
«Представьте, что это река, а моста нет; он слишком большой, чтобы перепрыгнуть», — говорит Яп. "А теперь представьте, что у вас есть ступеньки через реку — вы можете перейти, но только тогда, когда у вас будет достаточно энергии для этого."
В отличие от полупроводников, при квантовом туннелировании нет классического сопротивления. Отсутствие сопротивления означает отсутствие тепла.
К тому же эти материалы очень маленькие; наноматериалы позволяют транзисторам также сжиматься. Дополнительным бонусом является то, что BNNT также довольно гибкие, что является благом для носимой электроники.
Проект поддержан U.S. Министерство энергетики, Управление фундаментальных энергетических наук (грант DESC0012762).
Держатель STM-TEM награжден U.S. Национальный научный фонд, Программа основных исследовательских инструментов (Премия DMR 0820884).