Was ist ein Nanotransistor?
Transistoren sind die grundlegenden Bausteine der meisten Elektronik, einschließlich aller Computer und Funkgeräte. Ein Nanotransistor ist ein Transistor, dessen Abmessungen in Nanometern gemessen werden. Zum Beispiel wäre ein Transistor mit einem Durchmesser von 300 Nanometern (Milliardstel eines Messgeräts) ein Nanotransistor. Transistoren werden zum Schalten und Verstärken der elektronischen Signale verwendet. Wenn sie in Millionen und Milliarden kombiniert werden, können sie verwendet werden, um ausgefeilte programmierbare Informationsprozessoren zu erstellen, die allgemein als Computer bekannt sind. Computer- und Kommunikationsunternehmen investieren jedes Jahr Hunderte von Millionen Dollar in Forschungsfonds, um kleinere Transistoren zu entwickeln. In einem als Mooreschen Gesetz bekannten Trend hat sich die Anzahl der Transistoren, die Ingenieure auf einen Chip mit fester Größe passen konnten, alle 18 bis 24 Monate konsequent verdoppelt. Somit bestand die gesamte Geschichte des Computers aus vielenDutzende von Doublings. Unglücklicherweise kann dieser Trend für die Computerindustrie nicht für immer aufrechterhalten werden - die winzige Größe der aktuellen Transistoren beginnt gegen die Gesetze der Physik zu treten. Die konventionelle Photolithographie bietet Grenzen dafür, wie klein ein Nanotransistor hergestellt werden kann. Daher werden neue Ansätze versucht, einschließlich der Verwendung von Mikroben und einer langsamen chemischen Dampfabscheidung zur Synthese von Transistorkomponenten. Die Bemühungen, Nanotransistoren zu machen, steht an der Spitze der Nanotechnologie.
Im November 2001 machten die Bell Labs-Wissenschaftler einen großen Schritt nach vorne in Bezug auf kleinere Nanotransistoren mit ihrer Herstellung von individuell ankleiderbaren Nanotransistoren im Maßstab eines einzelnen Moleküls. Diese Geräte sind so winzig, dass aboUT 10 Millionen könnten auf den Kopf eines Stifts passen. Die Herausforderung, winzige Elektroden für diese Transistoren zu erstellen, wurde mit Selbstorganisation gelöst-Moleküle in einer bestimmten Mischung zusammenzustellen, die sie miteinander kombinieren und sich ohne direkte Ingenieurintervention selbst zusammensetzen. Leider ist dieser Ansatz jedoch immer noch experimentell und noch nicht für die Massenherstellung lebensfähig.
Im Januar 2008 wurde ein weiterer Meilenstein bei der Entwicklung von Nanotransistoren von Wissenschaftlern an der Universität von Illinois hergestellt, als sie ein Nanotransistor -Radio bauten, dessen aktive Komponenten ausschließlich aus Kohlenstoffnanotubes hergestellt werden. Kohlenstoffnanoröhren sind äußerst flexible Materialien mit unvergleichlicher Festigkeit und Nützlichkeit der Elektronik.
Da Nanotransistoren so klein sind, kann ihr Verhalten nicht vollständig durch aktuelle Theorien beschrieben werden. Daher wurden die Anstrengungen unternommen, um neue Theorien zu entwickeln, die auf die Nanoskala angewendet werden können.