Co to jest nanotranzystor?
Tranzystory są podstawowymi elementami składowymi większości elektroniki, w tym wszystkich komputerów i radiotelefonów. Nanotranzystor to tranzystor, którego wymiary są mierzone w nanometrach. Na przykład tranzystor o średnicy 300 nanometrów (miliardowych części metra) byłby nanotranzystorem. Tranzystory służą do przełączania i wzmacniania sygnałów elektronicznych. W połączeniu z milionami i miliardami można ich używać do tworzenia wyrafinowanych programowalnych procesorów informacyjnych, bardziej znanych jako komputery. Firmy obliczeniowe i komunikacyjne inwestują co roku setki milionów dolarów w fundusze na badania w celu opracowania mniejszych tranzystorów.
Miniaturyzacja tranzystora była cechą 50 lat postępu w mniejszych komputerach. Zgodnie z trendem znanym jako prawo Moore'a liczba tranzystorów, które inżynierowie byli w stanie zmieścić na układzie o stałym rozmiarze, stale podwajała się co 18 do 24 miesięcy. Tak więc cała historia komputerów składała się z dziesiątek podwojeń. Niestety dla branży komputerowej ten trend nie może być utrzymany na zawsze - niewielki rozmiar obecnych tranzystorów zaczyna działać wbrew prawom fizyki.
Wysiłki zmierzające do wytworzenia mniejszego nanotranzystora są naciskiem na przestrzeganie prawa Moore'a i dostarczanie klientom lepszej i szybszej elektroniki. Konwencjonalna fotolitografia stwarza ograniczenia dotyczące tego, jak mały nanotranzystor może być wytwarzany, dlatego próbuje się nowych podejść, w tym stosowania drobnoustrojów i powolnego chemicznego osadzania par w celu syntezy elementów tranzystora. Wysiłki zmierzające do wytworzenia nanotranzystorów są w czołówce nanotechnologii.
W listopadzie 2001 r. Naukowcy z Bell Labs zrobili duży krok naprzód w wysiłkach na rzecz mniejszych nanotranzystorów, wytwarzając indywidualnie adresowalne nanotranzystory w skali pojedynczej cząsteczki. Urządzenia te są tak małe, że około 10 milionów może zmieścić się na główce szpilki. Wyzwanie związane z tworzeniem drobnych elektrod dla tych tranzystorów zostało rozwiązane za pomocą samoorganizacji - łączenia cząsteczek w pewną mieszankę, która powoduje, że łączą się one ze sobą i samoorganizują bez bezpośredniej interwencji inżyniera. Niestety takie podejście jest wciąż eksperymentalne i nie jest jeszcze opłacalne w przypadku masowej produkcji.
W styczniu 2008 r. Naukowcy z University of Illinois zrobili kolejny kamień milowy w rozwoju nanotranzystorów, kiedy skonstruowali radio z nanotranzystorami, których aktywne komponenty są wykonane wyłącznie z nanorurek węglowych. Nanorurki węglowe są niezwykle elastycznymi materiałami o niezrównanej wytrzymałości i przydatności w elektronice.
Ponieważ nanotranzystory są tak małe, ich zachowanie nie może być w pełni opisane w obecnych teoriach. Dlatego trwają prace nad opracowaniem nowych teorii, które można zastosować w nanoskali.