MOSFET z černého fosforu

Současný vývoj technologií je závislý na neustálém zmenšování jednotlivých součástek, zmenšují se nejen rozměry, ale i spotřeba energie. Jednou ze základních komponent jsou tranzistory řízené elektrickým polem.[1,2]

MOSFET

MOSFET – Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor – asi nejpoužívanější tranzistor řízený elektrickým polem. Vodivost kanálu mezi elektrodami Source a Drain je řízena polem, který vytváří elektrické napětí přivedené na elektrodu Gate. Tyto tranzistory se používají jak v digitálních a analogových obvodech, tak i ve výkonových prvcích.[3]

Řez tranzistorem MOSFET. Zdroj: Commons

Černý fosfor

Fosfor vytváří poměrně velké množství allotropních modifikací. Mezi nejběžnější patří bílý a červený fosfor. Bílý fosfor je reaktivní, samozápalná látka. Je tvořen tetraedrickými molekulami P4. Červený fosfor vzniká zahřátím bílého fosforu na teplotu 250 °C za nepřítomnosti kyslíku. Má polymerní strukturu a je méně reaktivní než bílý.

Černý fosfor vzniká zahříváním červeného fosforu na teplotu přes 400 °C, příp. zahříváním bílého fosforu na teplotu 200 °C za vysokého tlaku (1 GPa). Má kovový lesk, dobře vede teplo i elektřinu. Je to vrstevnatý polymer.[4]

Tranzistory s černým fosforem

Nedávno publikovaná práce popisuje nové tranzistory vyrobené z černého fosforu, které jsou oproti konvenčním až 10 000 krát rychlejší a mají desetinovou spotřebu. Jedná se tedy o velmi zajímavou alternativu pro konstrukci nového typu MOSFET tranzistorů.

Černý fosfor se využívá jak v bulkovém stavu, tak i jako monovrstva (podobně jako např. grafen). Možná se časem s těmito tranzistory potkáme v mobilech nebo počítačích.

Literatura

  1. Thickness-controlled black phosphorus tunnel field-effect transistor for low-power switches
  2. Black phosphorous tunnel field-effect transistor as an ultra-low power switch
  3. MOSFET
  4. Black phosphorus

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.