Hva er en nanotransistor?

Transistorer er de grunnleggende byggesteinene i de fleste elektronikk, inkludert alle datamaskiner og radioer. En nanotransistor er en transistor hvis dimensjoner måles i nanometer. For eksempel vil en transistor med en diameter på 300 nanometer (milliarddeler av en meter) være en nanotransistor. Transistorer brukes til å bytte og forsterke elektroniske signaler. Når de kombineres i millioner og milliarder, kan de brukes til å lage sofistikerte programmerbare informasjonsprosessorer, mer kjent som datamaskiner. Data- og kommunikasjonsselskaper investerer hundrevis av millioner av dollar i forskningsfond hvert år for å utvikle mindre transistorer.

Miniaturisering av transistoren har vært kjennetegnet for 50 års fremgang i mindre datamaskiner. I en trend kjent som Moores lov, har antallet transistorer som ingeniører har kunnet passe på en brikke med fast størrelse, konsekvent doblet seg hver 18. til 24. måned. Dermed har hele databehandlingshistorien bestått av mange dusinvis av doblinger. Dessverre for databehandlingsindustrien kan imidlertid ikke denne trenden opprettholdes for alltid - den lille størrelsen på nåværende transistorer begynner å løpe mot fysikkens lover.

Arbeidet med å fremstille en mindre nanotransistor er et press for å oppfylle Moores lov og gi bedre og raskere elektronikk til kundene. Konvensjonell fotolitografi gir grenser for hvor liten nanotransistor kan fremstilles, slik at nye forsøk blir forsøkt, inkludert bruk av mikrober og langsom kjemisk dampavsetning for å syntetisere transistorkomponenter. Innsatsen for å lage nanotransistorer er i forkant av nanoteknologi.

I november 2001 tok forskere fra Bell Labs et stort skritt fremover i arbeidet mot mindre nanotransistorer med deres fremstilling av individuelt adresserbare nanotransistorer i skala fra et individuelt molekyl. Disse enhetene er så bittesmå at omtrent 10 millioner kan passe på hodet på en stift. Utfordringen med å lage bittesmå elektroder for disse transistorene ble løst ved hjelp av selvmontering - å sette sammen molekyler i en viss blanding som får dem til å kombinere sammen og selvmontere uten direkte ingeniørintervensjon. Dessverre er denne tilnærmingen fremdeles eksperimentell og er ikke levedyktig for masseproduksjon ennå.

I januar 2008 ble en annen milepæl i utviklingen av nanotransistorer gjort av forskere ved University of Illinois, da de konstruerte en nanotransistorradio hvis aktive komponenter utelukkende er laget av karbon nanorør. Karbon nanorør er ekstremt fleksible materialer med enestående styrke og nytte innen elektronikk.

Fordi nanotransistorer er så små, kan ikke deres oppførsel beskrives fullstendig av nåværende teorier. Derfor har det pågått arbeid med å utvikle nye teorier som kan brukes på nanoskalaen.