Natália
-3 °C
7 °C

Molekulányi szerves tranzisztorok

2001.10.20. 12:19
A parányi szerves tranzisztorokból olcsóbb és nagyobb teljesítményű lapkák állíthatók elő. A találmány új korszakot nyit a molekuláris elektronika területén.
A Lucent Technologies Bell Labs részlegének kutatói olyan, egyetlen molekulányi csatornahosszúságú szerves tranzisztorokat fejlesztettek ki, melyek révén újabb területen alkalmazható a nagy sebességű, olcsó, szénalapú elektronika.

A Bell Labs több tudományágat képviselő kutatói által kifejlesztett, molekuláris méretű tranzisztorokban a molekula hosszúsága határozza meg a csatorna fizikai dimenzióját; ez a távolság kevesebb mint egytizede a legkorszerűbb litográfiai technikákon alapuló tranzisztorok megfelelő értékének.

Szilícium helyett szén

Hendrik Schon, Zhenan Bao és a molekula
A tudósok évek óta keresik a hagyományos szilíciumos elektronika alternatíváit, mert feltételezésük szerint a szilícium alapú integrált áramkörök miniatürizálása a fizikai korlátok miatt már csak legfeljebb egy évtizedig tarthat. Egy csoportjuk molekuláris méretű tranzisztorok kifejlesztését tűzte ki célul, olyan tranzisztorokét, amelyekben egyetlen molekula felelős az elektronikus jelek kapcsolásáért és felerősítéséért.

A Bell Labs három kutatójának - Hendrik Schonnak, Zhenan Baónak és Hong Mengnek - most sikerült olyan molekuláris méretű tranzisztorokat kifejlesztenie, amelyek teljesítményüket tekintve felveszik a versenyt a hagyományos szilícium alapú tranzisztorokkal. Az új tranzisztorok a szerves (szénalapú) félvezető anyagok egyik csoportját alkotó tiolokat hasznosítják. - Amikor kipróbáltuk őket, mind erősítőként, mind kapcsolóként tökéletesen beváltak - mondta Schon, a csoportot vezető kísérleti fizikus.

Ezerszeres tömörítés

A parányi tranzisztorok nagyjából olyan méretűek, mint egy homokszem milliomod része. A kutatók feszültség-átalakítót építettek belőlük. Az átalakítók olyan, a számítógépes lapkákban általánosan elterjedt elektronikus áramköri modulok, amelyek a 0 jelet 1-gyé, illetve az 1-et 0-vá alakítják át.

Bár az egyszerű áramkörnek még csak a prototípusa készült el, sikere azt valószínűsíti, hogy a molekuláris méretű tranzisztort mikroprocesszorokban és memórialapkákban is lehet használni, így több ezerszer annyi tranzisztort lehet egyetlen lapkába beépíteni, mint manapság.

Önszerelő molekulák

A molekuláris méretű tranzisztor készítésekor az a legnagyobb feladat, hogy olyan elektródákat hozzanak létre, amelyeket csak néhány molekula választ el egymástól. Az is sok fejtörést okoz, hogyan teremtsenek elektronikus kapcsolatot ezekkel a parányi eszközökkel. A Bell Labs kutatói mindkét akadályt legyőzték, mert ügyes önszerelő technikát alkalmaztak és okos tervet dolgoztak ki arra, hogy minden elektródán több tranzisztor osztozzon.

"A kapcsolódás problémáját úgy oldottuk meg, hogy a szerves molekulák első rétege magától épült fel az egyik elektródára, aztán rátettük a másik elektródát" - mondta Bao, aki szerves kémikus. - Az önszerelést egy szerves félvezetőből készített oldat segítségével hajtottuk végre. Ezt ráöntöttük az alapra, a molekulák pedig önállóan megkeresték az elektródákat és csatlakoztak hozzájuk.

A vegyi önszerelési technika viszonylag könnyű és olcsó, de kulcsszerepe van a tranzisztor csatornahosszúságának csökkentésében. A kísérleti tranzisztorok csatornahosszúsága egy és két nanométer (a méter egymilliárdod része) közé esik, sokkal kisebb, mint az eddig létrehozott legkisebb tranzisztorcsatorna.

Nászút ajándékba!

Esküvőt tervez? Tervezzen velünk, nyerjen wellness nászutat!

Pihenjen Szép kártyával!

Egy kis lazítás Önnek is jár! Íme a Szép kártya elfogadóhelyek.