Кроме обычных свойств наноустроств, часто связанных с квантовыми эффектами, транзисторы на основе углеродных нанотрубок проявляют новые возможности для быстрого детектирования заряда. Это возможно благодаря уникальной комбинации малого времени отклика и высокой зарядовой чувствительности. В настоящее время, эксперименты по накоплению заряда, выполненные на нанотрубке или полупроводниковой квантовой точке, используют либо одноэлектронный транзистор, либо датчик касания квантовой точки, которые работают на микросекундной шкале измерения времени. Высокая чувствительность полевых транзисторов на основе углеродной нанотрубки была недавно продемонстрирована путем наблюдения за процессом туннелирования между нанотрубкой и рядом расположенной частицей. Такие эффекты могут сыграть ключевую роль при построении всей квантовой электроники. Теоретические расчёты, приведённые в статье, показывают, что частота прохождения сигнала через такого рода транзистор может превышать 40 гигагерц.
Учёные из Франции создали методом электронной литографии в виде сопланарных полосок транзистор на основе углеродной нанотрубки с двумя симметрично расположенными верхними затворами на окисленной высокорезистивной подложке из кремния (сопротивление 3-5кОм). Нанотрубки были получены обычным CVD-методом с применением наноструктурного катализатора. Палладиевые контакты были напылены после многоступенчатого процесса окисления алюминия (толщина окисленного слоя 6 нм), а затем были осаждены затворы из золота. Схема такого устройства представлена на рис.1.
В ходе работы авторы установили, что большая крутизна характеристики прямой передачи полевого транзистора на основе углеродных нанотрубок сохраняется вплоть до частот 1,6 ГГц. Также было показано, что высокая чувствительность остаётся практически неизменной и что ёмкость затвора соотносится с его протяжённостью вплоть до размеров ~300 нм.
Авторы ожидают, что в скором будущем подобные полевые транзисторы на основе углеродных нанотрубок можно будет использовать в качестве сенсоров с очень малым временем реакции.
