ترانزیستور مولکولی، گامی به سمت ساخت سازه های مینیاتوری
بنا بر گزارش های موجود این ترانزیستور با دقت فوق العاده ای عمل می کند تا جایی که می تواند حتی جریان یافتن یک الکترون را نیز کنترل کند.گفتنی است این ترانزیستورها راه را برای ساخت نسل آینده لوازم الکترونیکی نانومتریال و بسیار کوچک باز خواهند کرد.
جهت افزایش قدرت عملکرد لوازم الکترونیکی که هم اکنون از آن ها استفاده می کنیم باید ترانزیستورها که قطعات بسیار ریز تشکیل دهنده آن ها هستند هر روز کوچک تر و کوچک تر شوند. اما هم اکنون محدودیتی هایی برای ترانزیستور های ساخته شده از مواد سیلیکونی جهت کاهش اندازه آن ها وجود دارد که ما را در رسیدن به اهداف خود اندکی به دشواری می اندازد. لازم به ذکر است یک اتم سیلیکون اندازه ای کمتر از نیم نانو متر دارد و این بدان معنا بوده که در نسل فعلی لوازم الکترونیکی ترمینال سوییچ های الکتریکی تنها توسط 30 اتم احاطه شده اند. زمانی که این عدد به یک اتم تنزل یابد این ترانزیستور ها به علت دلایل مکانیک کوانتوم غیر قابل استفاده می شوند زیرا الکترون ها خود به خود شروع به جهش از یک انتهای سوییچ به انتهای دیگر آن می کنند خواه این سوییچ در حالت خاموش قرار گرفته باشد یا اینکه روشن باشد.
ترانزیستور های بسیار کوچک مولکولی که به مراتب از ترانزیستور های موجود در داخل کامپیوترهای فعلی ما کوچک تر هستند (به کوچکی 2 نانو متر) پیش از این نیز توسط محققان ساخته شده بودند اما مطلبی که دانشمندان هم اکنون در حال بررسی آن هستند کنترل کردن آن ها با استفاده از یک راه حل مطمئن است. انجام این تحقیقات امری ساده به حساب نمی آید زیرا ترانزیستور های مولکولی همواره اندازه بسیار کوچکی دارند و حالت روشن یا خاموش آن ها تنها به موقعیت قرارگیری یک تک الکترون وابسته است.
هم اکنون یک تیم تحقیقاتی بین المللی از دانشگاه های PDI , FUB برلین و آزمایشگاه های NTT و NRL آمریکا موفق به ساخت ترانزیستوری مولکولی شده اند که بنا بر گزارش های موجود قابلیت کنترل شدن با دقت بسیار بالایی را دارند که این پیشرفت بیانگر افق های روشن تولید وسایل الکترونیکی مینیاتوری و بسیار کوچک خواهد بود.
ترانزیستور های کنونی با استفاده از روش تاپ داون که در آن توده های سیلیکون به آرامی در داخل یک طرح منظم قرار می گیرند ساخته شده اند , این ترانزیستور های مولکولی باید از ابتدا تا انتها در داخل آزمایشگاه و بوسیله سرهم کردن اتم های مختلف تولید شوند. اگر چه این مطلب اندکی غیرطبیعی و پر زحمت خواهد بود اما در عین حال با استفاده از این روش تولید با دقت بالاتری انجام شده و علاوه بر این فرایند تولید ذکر شده پتانسیل برنامه ریزی برای تولید ترانزیستور های آینده را سهل تر خواهد کرد.
محققان به سرپرستی استفان فلش، ترانزیستور خود را با استفاده از میکروسکوپی که در زمان اسکن کردن بسیار پایدار است تولید کردند. این میکروسکوپ با سرهم کردن کریستال ایندیوم آرسنید و قرار دادن 12 اتم ایندیوم به صورت یک شش ضلعی در بالای میکروسکوپ و جاگذاری یک مولکول فتالوسیانین در وسط ساخته شد.
با توجه به توضیحات ارائه شده توسط محققان مولکول مرکزی ضعیف ترین حد را نسبت به سطح کریستالی زیرین خود دارد و این بدان معنا بوده که وقتی نوک میکروسکوپ در فاصله اندکی با مولکول قرار می گیرد و ولتاژ مربوطه اعمال می شود الکترون های تک می توانند بین سطح کریستال و نوک میکروسکوپ جریان برقرار کنند و اتم های مثبت حوالی مولکول ها به عنوان گیت ها و دروازه های ترانزیستور عمل کرده و جریان الکترون را تنظیم می کند که این امر منجر به عملکرد بهتر ترانزیستور مولکولی می شود.
اما اتفاق عجیبی که حین انجام این آزمایش به وقوع می پیوندد جهت گیری متفاوت مولکول ها بر اساس حالت بار خود است که این جهت گیری اثر بزرگی روی نحوه حرکت جریان الکترون در طول مولکول دارد.
گفتنی است هم اکنون محققان در حال انجام تحقیقات گسترده ای برای درک هر چه بهتر این پدیده و ارتباط این جهت گیری با رسانایی مواد هستند. در صورت بهره گیری از این روش محققان قادر خواهند بود تا سازه های نانو مولکولی بسازند که به شکلی بسیار دقیق حتی یک الکترون را نیز کنترل می نمایند.
No tags for this post.
