Wat is een nanotransistor?

Transistors zijn de fundamentele bouwstenen van de meeste elektronica, inclusief alle computers en radio's. Een nanotransistor is een transistor waarvan de dimensies worden gemeten in nanometers. Een transistor met een diameter van 300 nanometer (miljardste van een meter) zou bijvoorbeeld een nanotransistor zijn. Transistoren worden gebruikt voor het schakelen en versterken van elektronische signalen. In combinatie in de miljoenen en miljarden kunnen ze worden gebruikt om geavanceerde programmeerbare informatieprocessors te maken, beter bekend als computers. Computer- en communicatiebedrijven investeren elk jaar honderden miljoenen dollars in onderzoeksfondsen om kleinere transistoren te ontwikkelen.

Miniaturisatie van de transistor is het kenmerk van 50 jaar vooruitgang in kleinere computers. In een trend die bekend staat als de wet van Moore, is het aantal transistoren dat ingenieurs op een chip van vaste grootte heeft kunnen passen consequent om de 18 tot 24 maanden verdubbeld. De hele geschiedenis van computergebruik bestond dus uit velenTientallen twijfels. Helaas voor de computerindustrie kan deze trend echter niet voor altijd worden gehandhaafd - de kleine omvang van de huidige transistoren begint zich op te lopen tegen de natuurwetten.

Inspanningen om een ​​kleinere nanotransistor te fabriceren zijn een duw om Moore's wet te vervullen en betere en snellere elektronici te bieden aan klanten. Conventionele fotolithografie biedt limieten aan hoe klein een nanotransistor kan worden gefabriceerd, dus er worden nieuwe benaderingen geprobeerd, inclusief het gebruik van microben en langzame chemische dampafzetting om transistorcomponenten te synthetiseren. De inspanning om nanotransistors te maken, loopt voorop in de nanotechnologie.

In november 2001 deden wetenschappers van Bell Labs een belangrijke stap voorwaarts in pogingen voor kleinere nanotransistors met hun fabricage van individueel-aangrenzende nanotransistors op de schaal van een individueel molecuul. Deze apparaten zijn zo klein dat AboUT 10 miljoen zou op het hoofd van een pen kunnen passen. De uitdaging van het creëren van kleine elektroden voor deze transistoren werd opgelost met behulp van zelfassemblage-het samenstellen van moleculen in een bepaalde mix die ervoor zorgt dat ze samen combineren en zelf assembleren zonder interventie met directe ingenieur. Helaas is deze aanpak echter nog steeds experimenteel en is het nog niet levensvatbaar voor massaproductie.

In januari 2008 werd een andere mijlpaal in de ontwikkeling van nanotransistors gemaakt door wetenschappers aan de Universiteit van Illinois, toen ze een nanotransistorradio bouwden, wiens actieve componenten uitsluitend zijn gemaakt van koolstofnanotubes. Koolstofnanobuisjes zijn extreem flexibele materialen met een ongeëvenaarde sterkte en bruikbaarheid in elektronica.

Omdat nanotransistors zo klein zijn, kan hun gedrag niet volledig worden beschreven door huidige theorieën. Daarom zijn inspanningen aan de gang om nieuwe theorieën te ontwikkelen die op nanoschaal kunnen worden toegepast.