Co je nanotransistor?

Tranzistory jsou základními stavebními kameny většiny elektroniky, včetně všech počítačů a rádií. Nanotransistor je tranzistor, jehož rozměry jsou měřeny v nanometrech. Například tranzistor o průměru 300 nanometrů (miliardtiny metru) by byl nanotransistor. Tranzistory se používají ke spínání a zesilování elektronických signálů. Když se kombinují v milionech a miliardách, mohou být použity k vytvoření sofistikovaných programovatelných informačních procesorů, obecně známých jako počítače. Počítačové a komunikační společnosti každoročně investují do výzkumných fondů stovky milionů dolarů na vývoj menších tranzistorů.

Miniaturizace tranzistoru byla charakteristickým znakem 50 let pokroku v menších počítačích. V trendu známém jako Mooreův zákon se počet tranzistorů, které inženýři dokážou umístit na čip pevné velikosti, každých 18 až 24 měsíců neustále zdvojnásobil. Celá historie práce na počítači tedy spočívala v mnoha desítkách zdvojení. Bohužel pro výpočetní průmysl však tento trend nelze udržet navždy - malá velikost současných tranzistorů začíná narážet na fyzikální zákony.

Snahy vyrobit menší nanotransistor jsou tlakem k naplnění Mooreova zákona a poskytování lepší a rychlejší elektroniky zákazníkům. Konvenční fotolitografie nabízí limity toho, jak malý nanotransistor může být vyroben, takže se pokouší o nové přístupy, včetně použití mikrobů a pomalého ukládání chemických par k syntéze tranzistorových složek. Snaha o výrobu nanotransistorů je v popředí nanotechnologií.

V listopadu 2001 udělali vědci Bell Labs významný krok vpřed ve snahách o menší nanotransistory tím, že vyrobili individuálně adresovatelné nanotransistory v měřítku jednotlivé molekuly. Tato zařízení jsou tak malá, že asi 10 milionů se vejde na hlavu špendlíku. Výzva vytvoření malých elektrod pro tyto tranzistory byla vyřešena pomocí samoskládání - sestavení molekul do určité směsi, která způsobí, že se spojí a samy se sestaví bez přímého zásahu inženýra. Tento přístup je však bohužel stále experimentální a dosud není pro hromadnou výrobu životaschopný.

V lednu 2008 vědci z University of Illinois učinili další milník ve vývoji nanotransistorů, když postavili nanotransistorové rádio, jehož aktivní složky jsou vyráběny výhradně z uhlíkových nanotrubic. Uhlíkové nanotrubice jsou mimořádně flexibilní materiály s bezkonkurenční pevností a užitečností v elektronice.

Protože nanotransistory jsou tak malé, jejich chování nelze současnými teoriemi zcela popsat. Proto pokračovalo úsilí o vývoj nových teorií, které lze aplikovat na nanoměřítko.