Hvad er en nanotransistor?

Transistorer er de grundlæggende byggesten til de fleste elektronik, inklusive alle computere og radioer. En nanotransistor er en transistor, hvis dimensioner måles i nanometer. For eksempel ville en transistor med en diameter på 300 nanometer (milliarddele af en meter) være en nanotransistor. Transistorer bruges til at skifte og forstærke elektroniske signaler. Når de kombineres i millioner og milliarder, kan de bruges til at skabe sofistikerede programmerbare informationsprocessorer, mere almindeligt kendt som computere. Computere og kommunikationsselskaber investerer hundreder af millioner af dollars i forskningsfonde hvert år for at udvikle mindre transistorer.

Miniaturering af transistoren har været kendetegnende for 50 års fremgang i mindre computere. I en tendens, der er kendt som Moore's lov, er antallet af transistorer, som ingeniører har været i stand til at passe på en chip med fast størrelse, konsekvent fordoblet hver 18. til 24 måned. Således har hele databehandlingshistorien bestået af mange snesevis af fordoblinger. Desværre for databehandlingsindustrien kan denne tendens imidlertid ikke opretholdes for evigt - den lille størrelse af nuværende transistorer begynder at løbe mod fysikkens love.

Bestræbelser på at fremstille en mindre nanotransistor er et skub for at opfylde Moores lovgivning og levere bedre og hurtigere elektronik til kunderne. Konventionel fotolitografi giver grænser for, hvor lille en nanotransistor kan fremstilles, så man forsøger nye fremgangsmåder, herunder anvendelse af mikrober og langsom kemisk dampaflejring til at syntetisere transistorkomponenter. Indsatsen for at fremstille nanotransistorer er på forkant med nanoteknologi.

I november 2001 gjorde Bell Labs-forskere et stort skridt fremad i bestræbelserne på at få mindre nanotransistorer med deres fremstilling af individuelt adresserbare nanotransistorer i skala fra et individuelt molekyle. Disse enheder er så bittesmå, at ca. 10 millioner kan passe på hovedet på en stift. Udfordringen med at skabe små elektroder til disse transistorer blev løst ved hjælp af selvmontering - at sammensætte molekyler i en bestemt blanding, der får dem til at kombinere sammen og selvmontere uden direkte ingeniørintervention. Desværre er denne fremgangsmåde stadig eksperimentel og er endnu ikke levedygtig til masseproduktion.

I januar 2008 blev en anden milepæl i udviklingen af ​​nanotransistorer foretaget af forskere ved University of Illinois, da de konstruerede en nanotransistorradio, hvis aktive komponenter udelukkende er fremstillet af carbon nanorør. Carbon-nanorør er ekstremt fleksible materialer med enestående styrke og anvendelighed inden for elektronik.

Fordi nanotransistorer er så små, kan deres opførsel ikke udelukkende beskrives af aktuelle teorier. Derfor har der været en kontinuerlig indsats for at udvikle nye teorier, der kan anvendes på nanoskalaen.