Около 30 лет углеродные нанотрубки считались идеальным материалом для будущих компьютеров: они обладают высокой подвижностью электронов, прочностью и теплопроводностью. Но их фатальный недостаток — хиральность (угол скручивания шестиугольников). Небольшое изменение хиральности превращает полупроводник в металл, причем контролировать это при массовом производстве невозможно.

Молибденит (дисульфид молибдена) — уже известный двумерный полупроводник — сохраняет в форме нанотрубок предсказуемые свойства независимо от хиральности. Однако, как правило, традиционные методы производства позволяют получить нерегулярные многослойные нанотрубки размером более 10 нанометров.

Исследователи из Токийского университета смогли преодолеть этот недостаток. Они вырастили внутри нанотрубок из нитрида бора идеально однородные нанотрубки молибденита диаметром 1 нм.

В 1990-х годах физики предсказали, что для полупроводниковых нанотрубок зависимость ширины запрещенной зоны от диаметра может быть необычной: с уменьшением диаметра зона не растет, а падает. Но проверить это не удавалось из-за отсутствия трубок с контролируемым сверхмалым диаметром. Японские исследователи измерили запрещенную зону у 1-нм трубок MoS₂ и подтвердили предсказание: уменьшение диаметра ведет к сужению зоны, пишет IE. Это важное открытие для разработчиков сверхмалых транзисторов.

Практическое применение технологии займет годы, однако может привести к появлению новых типов датчиков, квантовых проводов и элементов памяти. Вдобавок, технологию можно распространить на другие соединения, например, на магнитные и сверхпроводящие нанотрубки.

Китайские специалисты сообщили о создании революционного транзистора, изготовленного из углеродных нанотрубок, без использования традиционного кремния. Двухмерный транзистор может работать на 40% быстрее и потреблять на 10% меньше электроэнергии, чем передовые кремниевые чипы Intel и TSMC.