Shkencëtarët përdorën mikroskopin me elektrone për të krijuar transistorin më të vogël në botë

Një ekip ndërkombëtar studiuesish kanë përdorur një mjet unik të futur në një mikroskop elektronik për të krijuar një transistor që është 25,000 herë më i vogël se gjerësia e një floku të njeriut.

Hulumtimi, i botuar në revistën Science, përfshin studiues nga Japonia, Kina, Rusia dhe Australia, të cilët kanë punuar në projektin që filloi pesë vjet më parë.

Bashkëdrejtori i Qendrës QUT për Shkencën e Materialeve, Profesor Dmitri Golberg, i cili udhëhoqi projektin kërkimor, tha se rezultati ishte një “zbulim themelor shumë interesant” i cili mund të çojë një rrugë për zhvillimin e ardhshëm të transistorëve të vegjël për gjeneratat e ardhshme të pajisjeve të avancuara kompjuterike.

“Në këtë punë, ne kemi treguar se është e mundur të kontrollohen vetitë elektronike të një nanotubi karboni individual,” tha profesori Golberg.

Studiuesit krijuan transistorin e vogël duke aplikuar njëkohësisht një forcë dhe tension të ulët, i cili ngrohte një nanotub karboni të përbërë nga disa shtresa derisa lëvozhgat e tubit të jashtëm të ndaheshin, duke lënë vetëm një nanotub me një shtresë.

Nxehtësia dhe sforcimi më pas ndryshuan “shilaritetin” e nanotubit, që do të thotë se modeli në të cilin atomet e karbonit u bashkuan së bashku për të formuar shtresën një-atomike të murit të nanotubit u riorganizua.

Rezultati i strukturës së re që lidh atomet e karbonit ishte se nanotubi u shndërrua në një transistor.

Anëtarët e ekipit të profesor Golberg nga Universiteti Kombëtar i Shkencës dhe Teknologjisë në Moskë krijuan një teori që shpjegon ndryshimet në strukturën atomike dhe vetitë e vërejtura në tranzistor.

Autori kryesor Dr. Dai-Ming Tang, nga Qendra Ndërkombëtare për Nanoarkitektonikën e Materialeve në Japoni, tha se kërkimi kishte demonstruar aftësinë për të manipuluar vetitë molekulare të nanotubit në pajisje elektrike të fabrikuara në shkallë nano.

Dr. Tang filloi të punojë në projekt pesë vjet më parë kur profesori Golberg drejtoi grupin kërkimor në këtë qendër.

“Nanotubat gjysmëpërçues të karbonit janë premtues për fabrikimin e nanotransistorëve me efikasitet energjie për të ndërtuar mikroprocesorë jashtë silikonit,” tha Dr. Tang.

“Sidoqoftë, mbetet një sfidë e madhe kontrolli i kiralitetit të nanotubave individualë të karbonit, i cili përcakton në mënyrë unike gjeometrinë atomike dhe strukturën elektronike.

“Në këtë punë, ne projektuam dhe fabrikuam transistorë intramolekularë me nanotuba karboni duke ndryshuar kiralitetin lokal të një segmenti nanotubi metalik me ngrohje dhe tendosje mekanike.”

Profesor Golberg tha se kërkimi në demonstrimin e shkencës themelore në krijimin e tranzistorit të vogël ishte një hap premtues drejt ndërtimit të mikroprocesorëve jashtë silikonit.

Transistorët, të cilët përdoren për të ndërruar dhe përforcuar sinjalet elektronike, shpesh quhen “blloqet e ndërtimit” të të gjitha pajisjeve elektronike, duke përfshirë kompjuterët. Për shembull, Apple thotë se çipi që fuqizon iPhone-ët e ardhshëm përmban 15 miliardë transistorë.

Industria kompjuterike ka qenë e fokusuar në zhvillimin e tranzistorëve gjithnjë e më të vegjël për dekada, por përballet me kufizimet e silikonit.

Vitet e fundit, studiuesit kanë bërë hapa të rëndësishëm në zhvillimin e nanotransistorëve, të cilët janë aq të vegjël sa miliona prej tyre mund të vendosen në kokën e një kunj.

“Miniturizimi i transistorëve deri në shkallën nanometër është një sfidë e madhe e industrisë moderne gjysmëpërçuese dhe nanoteknologjisë,” tha profesori Golberg.

“Zbulimi aktual, megjithëse nuk është praktik për një prodhim masiv të transistorëve të vegjël, tregon një parim të ri fabrikimi dhe hap një horizont të ri të përdorimit të trajtimeve termomekanike të nanotubave për marrjen e transistorëve më të vegjël me karakteristikat e dëshiruara.”