О графене, атомарном слое углерода, как о материале, обладающем уникальными механическими, теплопроводящими, электрическими и даже оптическими свойствами, говорят и пишут на протяжении последних нескольких лет. В нем видят будущее электроники, уже есть опыт создания экспериментальных транзисторов из графена, а в перспективе маячит графеновый микропроцессор. Но увы, это довольно далекая перспектива — лет эдак на двадцать. К тому же она потребует создания принципиально новых производств, стоимость которых будет измеряться многими миллиардами долларов.
Чтобы ускорить и удешевить процесс получения нанотранзисторов, предлагается использовать силицен — материал, аналогичный графену. Речь также идет об атомарном слое, но не углерода, а кремния. По своим свойствам силицен близок графену, но пока и с ним работа еще не вышла за стены лабораторий.
Неожиданно близким к практической реализации оказалось паллиативное решение, суть которого состоит в ограничении применения графена для замены медных проводников, при сохранении самих транзисторов кремниевыми. Его предложили ученые Технологического института штата Джорджия. Авторы статьи, опубликованной в июньском выпуске журнала IEEE Journal Electron Device Letters, описывают методы получения графенового проводника шириной 18 нм. Преимущество графена перед медью - в его меньшем сопротивлении при малой ширине проводника. Дело в том, что в обычных условиях удельное сопротивление любого материала не зависит от ширины проводника, но у меди есть специфика: если медный провод уменьшается до размера 30 нм, то его удельное сопротивление начинает возрастать, что происходит из-за зернистой структуры этого материала (на границах зерен сопротивление выше). Помимо меньшего сопротивления электроны в графене обладают большей мобильностью, его проводимость не зависит от температуры, а паразитная емкость между соседними проводниками меньше. Исключительно важно и то, что переход на графеновые проводники не потребует серьезной перестройки производства, существующие методы литографии могут быть сохранены.
Предлагаемое решение не является радикальным; оно не отменяет необходимость в создании графенового процессора, но поможет решить проблемы, которые с неизбежностью возникнут на пути закона Мура в ближайшие годы.