چاپ مقاله آقاي روح اله حفيظي در مجله فیزیکال ریویو لترز



بخش مهمی از پیشرفت‌های صورت گرفته در زمینه‌ی زیرساخت‌های فناوری اطلاعات، به لطف استفاده از قطعات الکترونیکی (FETs)  برای پایه‌ی سیلیکون اتفاق افتاده است و از دهه‌ی هفتاد میلادی تا اواخر دهه‌ی اول قرن حاضر، در هر دو سال تعداد پردازنده‌ها بر اینج مربع، دو برابر می‌شد (قانون مور). بااین‌حال، به‌علّت پررنگ شدن اثرات کوانتومی در اندازه‌های کوچک و محدودیت‌هایی که از این جهت ایجاد می‌شود،در مورد سیلیکون، امکان دستیابی به کانال‌های باریک‌تر و در نتیجه ترانزیستورهای

کوچکتر وجود نداشته و باید از ماده‌ی جدیدی در کانال ترانزیستورها استفاده کرد. کاندیداهای اصلی این کار، نانو-روبان‌های دی‌کالکوژن‌های عناصر واسطه و گرافین، و نانولوله‌های کربنی (CNTs) هستند. ترانزیستورهایی که با کانال‌هایی از جنس CNT ساخته می‌شوند، CNFET نامیده می‌شوند.

 

استفاده از نانولوله‌های کربنی امکان دستیابی به کانال‌هایی به پهنای۱nm  را ایجاد می‌کند و رفتار ترابرد بالیستیکی و گرمایی آن در مقایسه با کاندیداهای دیگر بهتر است. اما یکی از مشکلات اساسیCNFETها، مشاهده‌ی مقاومت الکتریکی بالا و پیش‌بینی‌نشده‌ در نقطه‌ی اتصال نانولوله‌ی کربنی به فلز است که دلیل آن نامشخص بود. بخشی از این مقاومت به‌واسطه‌ی اتلاف در مرز مشترک نانولوله-فلز ایجاد می‌شود، اما در این مقاله به منشاء دیگر این پدیده پرداخته می‌شود. نویسندگان با مدل‌سازی نانولوله‌ها تحت فشار فلز نشان داده‌اند آن‌ها دچار تغییر شکل و گاهی فروپاشی می‌شوند. این تغییر شکل موجب تغییر ویژگی‌های الکترونی نانولوله شده و با مدل‌سازی ساختار نواری الکترونی مشخص می‌شود که در مرز نانولوله‌ی دایروی و نانولوله‌ی تغییرشکل‌یافته (زیر فلز)، به‌واسطه پراکندگی کوانتومی، مقاومت حداقل سه برابر افزایش می‌یابد.

 

 

آدرس مقاله

 Hafizi، Roohollah، Jerry Tersoff، and Vasili Perebeinos. ”Band Structure and Contact
Resistance of Carbon Nanotubes Deformed by a Metal Contact.” Physical Review
Letters 119,20:(2017).207701