سایت تخصصی برق الکترونیک کامپیوتر مخابرات موبایل

به گزارش ستاد ویژه توسعه فناوری نانو ، ادوات نیمه هادی آلی دارای مزایای مختلفی نظیر هزینه تولید کم ، انعطاف پذیری ، سبک بودن و پردازش ساده تر هستند.

با این حال این ادوات با یک مشکل اساسی روبرو هستند که آن حرکت کُند الکترون در این ادوات بوده و نتیجه آن جریان ضعیف و هدایت کم الکتریکی است.

در حال حاضر سرعت حرکت الکترون در ترانزیستورهای نیمه هادی آلی 20 تا 30 برابر بیشتر از ترانزیستورهای نیمه هادی آلی رایج است.

با این کار دامنه کاربرد ترانزیستورهای نیمه هادی آلی افزایش یافته به طوری که می توان از آنها در نمایشگرهای ال ای دی آلی و پیل های خورشیدی آلی آلی استفاده کرد.

این پروژه با همکاری مشترک سی دی چن از آکادمی سینیکا و میت لین از دانشگاه ملی تایوان انجام شده و نتایج آن در نشریه Applied Physics Letters به چاپ رسیده است.

محققان این پروژه از یک نانوذره آلی منفرد از جنس پریلن تتراکربوکسیلیک دی انیدرید برای این کار استفاده کردند؛ آنها این نانوذره را وارد یک نانوحفره کردند که ساختار نهایی قدرت انتقال الکترون بسیار بالایی دارد به طوری که سرعت حرکت الکترون در دمای اتاق 0.08 cm2/Vs است.

علاوه بر هدایت الکتریکی بالا، ترانزیستور نیمه هادی آلی بالاترین کارایی کوانتومی را دارد.

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.