В челябинском вузе моделируют материалы для наноэлектроники  Оригинал

Физики Южно-Уральского госуниверситета исследуют графеновые структуры, которые могут стать основой новых транзисторов. Их свойства заранее рассчитывают на суперкомпьютере, сокращая число дорогих лабораторных опытов.

Кремниевая электроника приближается к физическому пределу. Чем меньше становятся транзисторы, тем сильнее на их работу влияют квантовые эффекты. Есть и другая проблема — нагрев: миллиарды элементов на кристалле выделяют много тепла.

В ЮУрГУ замену кремнию ищут среди модификаций графена. Обычный однослойный графен для транзисторов подходит плохо: у него нет запрещенной зоны. Но свойства материала можно менять.

Исследователи работают с графеновыми нанолентами и двухслойным графеном. Характеристики нанолент зависят от ширины и обработки краев. Двухслойная структура изучена слабее и особенно интересует физиков.

Вместо перебора тысяч образцов ученые используют расчеты «из первых принципов». Суперкомпьютер моделирует поведение каждой структуры еще до создания материала.

«Экспериментальный поиск может занять годы. Моделирование требует от недели до месяца и ускоряет работу примерно в тысячу раз», — рассказала старший преподаватель кафедры физики наноразмерных систем Мария Каплун.

Расчеты ведутся на уровне ангстремов — это десятая доля нанометра. По оценке исследователей, расхождение модели с реальными образцами из-за дефектов не превышает 10%.

Графеновые структуры могут использоваться в гибкой элек...