غلبه تاریخی نانولوله کربنی بر سیلیکن در صنعت ترانزیستورسازی

از دهه 50 میلادی که ترانزیستور به عنوان یک فناوری کاربردی جنبه تجاری و پرکاربردی پیدا کرد به تدریج خود را به عنوان یک پای ثابت و تغییرناپذیر در توسعه فناوریهای گوناگون معرفی نمود. از آن زمان به بعد، میلیاردها میلیارد ترانزیستور آرسنید گالیوم و سیلیکنی تولید و در انبوهی از تجهیزات الکترونیکی به کار گرفته شده است. اتکا به این فناوری تا آن حد بوده که بدون آن عملا ارایه طیف متنوعی از فناوریهای نوظهور امکانپذیر نبوده است. حالا نوبت به یک دگرگونی بزرگ رسیده است. در واقع دانشمندان فکر می کنند که می توانند نسل جدید و البته بهتری از ترانزیستورها را طراحی و تولید کنند. آنها به سطح پیشرفته ای از یک فناوری کاربردی فکر می کنند که طی آن ترانزیستورهای جدید در مقایسه با نمونه های سیلیکنی تا دوبرابر کارایی بیشتری داشته باشند.

دانشمندان به دنبال طراحی نسل جدید و البته بهتری از ترانزیستورها هستند. آنها به سطح پیشرفته ای از یک فناوری کاربردی فکر می کنند که طی آن ترانزیستورهای نانولوله رکبنی در مقایسه با نمونه های سیلیکنی تا دوبرابر کارایی بیشتری داشته باشند

راز این نوآوری در استفاده از نانولوله های کربنی نهفته است، ماده نسبتا جدیدی که کارکردهای بسیار متنوعی در صنایع به ویژه تجهیزات الکترونیک دارد. این ماده از اتمهای کربنی تشکیل شده که در قالب یک ساختار مولکولی سیلندری به هم پیوسته قرار گرفته و لوله های میکروسکوپیکی ویژه ای را شکل می دهند. ساختار این نانولوله ها یک ویژگی خاص به آنها می دهد: این ساختارها به طرز عجیبی باثبات بوده و در قیاس با وزن و اندازه ای که دارند از استحکام خیره کننده ای برخوردارند. همین ویژگی موجب شده تا از آنها به عنوان یک ماده مهم در ساخت نیمه هادی های الکتریکی استفاده شود.

اگرچه این ماده ویژگیهای بسیار مهم و کاربردی دارد اما ساختار مولکولی اش موجب شده تا استفاده از آن در بسیاری از موارد به کاری دشوار تبدیل شود.

دانشمندان دانشگاه ویسکونسین مدیسون در مقاله ای که در ژورنال Science Advances منتشر کرده اند به روشهای مختلفی برای از بین بردن ناخالصی هایی اشاره کرده اند که قابلیتهای ویژه نیمه هادی های ساخته شده از نانولوله های کربنی را تحت شعاع قرار می دهد. به گفته آنها، حتی یک ناخالصی فلزی بسیار ناچیز هم می تواند به ایجاد اتصالی درترانزیستورهای مبتنی بر نانولوله های کربنی منجر شود که در نتیجه اثرگذاری آنها را تا حد زیادی کاهش می دهد.

اکنون این دانشمندان متوجه شده اند که با حذف نانولولهای کربنی دارای ناخالصی، می توانند ترانزیستوری تولید کنند که در مقایسه با نمونه سیلیکنی تا 1.9 برابر کارایی بیشتری دارد.

این ترانزیستور جدید گامی بلند در دنیای فناوری نوظهور «نانو» به شمار می آید. دانشمندان تولید این نوع ترانزیستور را که در مقایسه با نمونه سیلکنی عملکرد به مراتب بهتری دارد به نوعی نقطه عطفی در فناوریهای نوظهور محسوب می شود زیرا حالا می توان امیدوار بود که از نانولوله های کربنی در توسعه ارتباطات بسیار سریع و سایر فناوریهای مرتبط با فناوریهای الکترونیکی استفاده کرد.

منبع:  csmonitor

مترجم:مهدی پیرگزی

No tags for this post.