Che cos'è un nanotransistor?

I transistor sono i mattoni fondamentali della maggior parte dell'elettronica, compresi tutti i computer e le radio. Un nanotransistor è un transistor le cui dimensioni sono misurate in nanometri. Ad esempio, un transistor con un diametro di 300 nanometri (miliardesimi di metro) sarebbe un nanotransistor. I transistor sono usati per commutare e amplificare i segnali elettronici. Se combinati tra milioni e miliardi, possono essere utilizzati per creare sofisticati processori di informazioni programmabili, più comunemente noti come computer. Le aziende di informatica e comunicazione investono centinaia di milioni di dollari in fondi di ricerca ogni anno per sviluppare transistor più piccoli.

Miniaturizzare il transistor è stato il segno distintivo di 50 anni di progressi nei computer più piccoli. In una tendenza nota come legge di Moore, il numero di transistor che gli ingegneri sono stati in grado di adattare su un chip di dimensioni fisse è costantemente raddoppiato ogni 18-24 mesi. Pertanto, l'intera storia dell'informatica è composta da molte dozzine di duplicati. Sfortunatamente per l'industria informatica, tuttavia, questa tendenza non può essere mantenuta per sempre: le dimensioni ridotte degli attuali transistor stanno iniziando a scontrarsi con le leggi della fisica.

Gli sforzi per fabbricare un nanotransistor più piccolo sono una spinta per soddisfare la legge di Moore e fornire elettronica migliore e più veloce ai clienti. La fotolitografia convenzionale offre limiti a quanto piccolo può essere fabbricato un nanotransistor, quindi si stanno tentando nuovi approcci, incluso l'uso di microbi e la deposizione di vapore chimico lento per sintetizzare i componenti del transistor. Lo sforzo per creare nanotransistor è all'avanguardia nella nanotecnologia.

Nel novembre 2001, gli scienziati di Bell Labs hanno fatto un grande passo avanti negli sforzi verso i nanotransistor più piccoli con la loro fabbricazione di nanotransistor indirizzabili individualmente su scala di una singola molecola. Questi dispositivi sono così piccoli che circa 10 milioni potrebbero adattarsi alla testa di uno spillo. La sfida di creare piccoli elettrodi per questi transistor è stata risolta usando l'autoassemblaggio, mettendo insieme le molecole in un certo mix che le fa combinare e autoassemblare senza l'intervento diretto dell'ingegnere. Purtroppo, tuttavia, questo approccio è ancora sperimentale e non è ancora praticabile per la produzione di massa.

Nel gennaio 2008, un'altra pietra miliare nello sviluppo dei nanotransistor è stata fatta dagli scienziati dell'Università dell'Illinois, quando hanno costruito una radio a nanotransistor i cui componenti attivi sono realizzati esclusivamente con nanotubi di carbonio. I nanotubi di carbonio sono materiali estremamente flessibili con una resistenza e un'utilità senza pari nell'elettronica.

Poiché i nanotransistor sono così piccoli, il loro comportamento non può essere interamente descritto dalle attuali teorie. Pertanto, sono stati compiuti sforzi per sviluppare nuove teorie che possono essere applicate alla nanoscala.