انقلاب الکترونیکی با ترانزیستورهای بدون اتصال

پژوهشگران ایرلندی در انستیتوی ملی تیندال، اولین ترانزیستور بدون اتصال جهان را تولید کردند. این پیشرفت که به کمک فناوری نانو بدست آمده است، می‌تواند نحوه ساخت نیمه‌هادی‌ها را کاملا دگرگون سازد.

چالش اصلی در دهه‌های گذشته این بود که بتوان با استفاده از روش‌های تولید تراشه‌های سیلیکونی، هر روز تعداد بیشتری از ترانزیستورها را در یک فضای محدود جا داد و در عین حال به قانون مور هم وفادار ماند. ولی از آنجا که فناوری‌های آینده بر ابزارهای کوچک‌تر و سبک‌تر و قابل حمل‌تر و در عین حال با قدرت محاسباتی بیشتر متکی است، انگیزه‌ها برای باریک‌تر کردن طراحی چیپ‌ها در عین افزایش کارایی آن‌ها، هر روز بیشتر و قوی‌تر می‌شود.

به گزارش پاپ‌ساینس، متاسفانه اتصالات ترانزیستوری فعلی (دو قطعه از سیلیکون با قطبیت مخالف که امکان قطع و وصل جریان را در ترانزیستور می‌دهند) کارایی چندانی ندارند. جریان می‌تواند از این اتصالات نشت کند، و در نتیجه آن مصرف توان بیشتر می‌شود و همین امر منتج به پایین آمدن بازدهی کلی در دستگاه‌هایی می‌شود که از ترانزیستورهای زیادی استفاده می‌کنند. اتصالات همچنین یک فاکتور مهم در بالا بردن هزینه‌ها در فرایند ساخت تراشه می‌شوند؛ آنها در نقش دروازه‌هایی برای جریان، مکانیزم‌های کلیدی در ترانزیستورها هستند؛ ولی مشکل اینجا است که ساخت این اتصالات با کیفیت بالا بسیار گران قیمت خواهد بود.

ترانزیستور بدون اتصال، نیاز به اتصال را با تزریق جریان از طریق یک سیم باریک سیلیکونی که قطری به اندازه تنها چند اتم دارد برطرف می‌کند. یک مولفه که به کنایه «حلقه ازدواج» نامیده می‌شود؛ شارش جریان را با «پیچاندن» الکتریکی سیم برای توقف جریان الکترون‌ها تنظیم می‌کند، که تا حد زیادی شبیه به همان فرایند پیچاندن یک شیر آب برای جلوگیری از جریان مایعات از داخل آن است. معماری ترانزیستور بدون اتصال به اندازه‌ کافی ساده است تا بتوان آن را با هزینه پایینی حتی در ابعاد خیلی کوچک تولید کرد؛ این بدان معنی است که این فناوری می‌تواند در آینده ترانزیستورهای خیلی ارزان‌تری تولید کرد و از آنجاکه این جریان از طریق یک سیم سیلیکونی جریان دارد، جریان نشتی خیلی کم خواهد بود، که به این ترتیب این ساختار جدید خیلی کارامد‌تر خواهد بود.

البته، پیچاندن یک نانو سیم سیلیکونی برای کنترل جریان در یک سیستم آزمایشگاهی و تولید صنعتی و در مقیاس بزرگ این ترانزیستورهای بدون اتصال ، دو چیز کاملا متفاوت است، حال باید منتظر ماند و دید که آیا این نوآوری می‌تواند در صنعت تولید چیپ به طور گسترده استفاده شود یا خیر. ولی اگر این فناوری بتواند در عمل در مقیاس گسترده پذیرفته شود، این پیشرفت می‌تواند منجر به یک تغییر اساسی در الگوهای معماری چیپ شود.