В Японии создан первый наноэлектромеханический переключатель

Японские ученные создали новую технологию подвешенных групповых структур из монокристалла алмаза, состоящих из кантилеверов и мостов, которые можно будет применять для микроэлектро- и наномехонических систем.

 

Взяв за основу этот процесс, ученные из японского Национального института материаловедения впервые в мире получили наноэлектрический алмазный переключатель из алмаза.

 

По сравнению с обычными полупроводниковыми, такой переключатель обладает низкой потерей тока, малым энергопотреблением и четко различимым состоянием «включено/выключено». Существующие до настоящего времени переключатели базировались на металлических или кремневых материалах, которые имеют ряд существенных недостатков таких, как слабая механическая, химическая и термическая устойчивость, низкая износостойкость и надежность.

 

Как выяснили японские исследователи, алмаз – идеальный материал для микроэлектромеханических систем и наносистем. Этот материал обладает высочайшим модулем упругости, механической твердостью, теплопроводностью и переменной электропроводностью от изолятора до проводника. Однако, из-за сложности в изготовлении подвешенных структур, разработка таких устройств была проблематична.

 

Японские ученые разработали систему изготовления подвешенных структур из монокристалла алмаза путем временного формирования локального слоя графита на монокристаллической решетки алмаза при помощи внедрения в нее высокоэнергетических ионов, что приводит к химическому парофазному осаждению и, как следствие, росту поверхностного алмазного слоя. Этот процесс активируется микроволновой плазмой, которая и способствует удалению слоя временного графита. В ходе своих экспериментов по усовершенствованию технологии получения подвешенных структур, японские изобретатели изготовили первое в мире устройство для переключения, представляющее собой транзисторноподобную структуру из подвешенных структур, включающую три электрода.

 

Алмазные НЭМС-переключатели, по сравнению с давно известными МЭМС-переключателями, более совершенны, обладают большей надежностью, долговечностью, высокой скоростью и пропускной способностью. Переключатели нового поколения могут быть использованы в беспроводных сетях нового поколения и логических схемах, которые смогут работать в условиях сурового климата. Исследования в области микроэлектромеханических и наносистем позволило открыть инфраструктуру , которая открывает дорогу к новым более совершенным механическим, физическим и химическим сенсорам.