سایت تخصصی برق الکترونیک کامپیوتر مخابرات موبایل

پژوهشگران آمریکایی موفق شدند با استفاده از نانولوله‌های نیترید بور و نقاط کوانتومی ترانزیستور جدیدی بسازند که محدودیت‌های ترانزیستور نیمه‌هادی را ندارد.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، در طول چند دهه گذشته ابعاد ادوات الکترونیکی کوچک‌تر شده است، به طوری که در حال حاضر می‌توان چند میلیون ترانزیستور را روی یک تراشه قرار داد. اما ترانزیستورهای مبتنی بر مواد نیمه‌هادی تا حد مشخصی می‌توانند کوچک شوند. این در حالی است که با روند فعلی کوچک شدن ترانزیستورها، تا 10 یا 20 سال آینده ما به محدوده‌ای خواهیم رسید که ترانزیستورها از آن کوچک‌تر نخواهند شد. مواد نیمه‌هادی یک مشکل دیگر نیز دارند. آنها در حین کار گرمای زیادی تولید کرده، در نتیجه بخشی از انرژی به این صورت از بین می‌رود.

برای حل این مشکل، دانشمندان به دنبال گزینه‌های مختلفی هستند تا از آنها برای تولید ترانزیستور استفاده کنند. در سال 2007 «یوک کین یاپ» از دانشگاه صنعتی میشیگان روشی ارائه کرد که می‌تواند فصل تازه‌ای در حوزه ترانزیستورها ایجاد کند.

«یاپ» می‌گوید: ایده من این بود که با استفاده از مواد عایق نانومقیاس روی یک سطح فلزی نانومقیاس ترانزیستور بسازم. در واقع می‌توان یک تکه پلاستیک را در نظر گرفت و پودر فلزی را روی آن پخش کرد. در صورتی که این کار درست انجام شود، می‌توان ترانزیستور ساخت. من برای ساخت چنین ترانزیستوری از نانولوله‌های نیترید (BNNTs) بور به عنوان زیرلایه استفاده کردم.

این تیم تحقیقاتی روشی ارائه کردند که با استفاده از آن می‌توان، نانولوله‌های نیترید بور را به صورت فرش مانند برای ساخت ترانزیستور استفاده کرد. این گروه با استفاده از لیزر، ذرات طلا به ابعاد 3 نانومتر را روی این سطح قرار دادند تا ساختاری با زیرلایه نانولوله حاوی نقاط کوانتومی (QDs-BNNTs) ایجاد شود. نانولوله‌های نیترید بور به دلیل ابعاد کوچک و قابل کنترل و همچنین یکنواخت بودن و عایق بودن، زیرلایه مناسبی برای تولید ترانزیستور است. این نانولوله‌ها می‌توانند ابعاد نقاطی که روی آن قرار داده می‌شوند را محدود کنند.

این گروه با افزودن الکترود به این سیستم موفق به مشاهده پدیده‌ای موسوم به تونل‌زنی کوانتومی شدند. در این پدیده، الکترون‌ها از یک نقطه کوانتومی به نقطه دیگر جهش می‌کنند. این گروه موفق شدند بدون استفاده از مواد نیمه‌هادی ترانزیستور بسازند. در صورتی که ولتاژ کافی اعمال شود، حالت رسانایی سوئیچ می‌شود و در صورت قطع شدن ولتاژ این روند حالت عکس می‌گیرد. از آنجایی که الکترون‌ها از سیستم خارج نمی‌شوند، اتلاف انرژی و گرم شدن وجود ندارد.