Amin Aazampoor
31st August 2012, 11:03 AM
محققان در ایرلند با استفاده از نانوسیم سیلیکونی موفق به ساخت اولین ترانزیستور بدون اتصال شده‌اند. طبق گفته این محققان این افزاره که ایده آن اولین بار در سال 1925 داده شده ولی تاکنون ساخته نشده است، خواص الکتریکی نسبتاً اید‌ه‌آلی دارد. این افزاره در مقایسه با ترانزیستورهای مرسوم امروزی، به صورت بالقوه می‌تواند سریع‌تر و با توان کمتر کار کند.
ترانزیستورهای امروزی دارای اتصالات نیمه‌رسانا می‌باشند. معمول‌ترین نوع اتصال، اتصال p-n است که به‌وسیلة تماس بین یک قطعه سیلیکونی نوع p و یک قطعه سیلیکونی نوع n تشکیل می‌شود. در قطعه نوع p، سیلیکون برای ایجاد حفره‌های اضافی با ناخالصی‌ها دوپ می‌شود و در قطعه نوع p، سیلیکون برای ایجاد الکترون‌های اضافی با ناخالصی‌ها دوپ می‌شود.
تعداد ترانزیستورها روی یک میکروتراشه سیلیکونی منفرد به طور فزاینده‌ای در حال افزایش میباشد و از سال 1970 تاکنون از چندصد به چندین بیلیارد رسیده است. در نتیجه ترانزیستورها به قدری ریز شده‌اند که ایجاد اتصالات با کیفیت در آنها به شدت مشکل شده است. در عمل تغییر غلظت دوپ‌کننده‌ی یک ماده‌ی در فصول کمتر از حدود 10 نانومتر بسیار مشکل است.
http://www.nano.ir/images/news/7219.jpg شمایی از یک ترانزیستور نانوسیمی نوع n. اکنون جین- پیر کالینگ و همکارانش در مؤسسه ملی تیندال؛ برای حل این مشکل از ایده مطرح شده در سال 1925 الهام گرفته‌اند. طبق این ایده، ترانزیستور یک مقاومت ساده است و شامل یک گیت میباشد که چگالی الکترون‌ها و حفره‌ها و در نتیجه جریان الکتریکی را کنترل می‌کند. افزاره ساخته شده بوسیله این محققان یک نانوسیم سیلیکونی میباشد که در آن جریان الکتریکی به‌طور کامل به‌وسیلة یک گیت سیلیکونی کنترل می‌شود. این گیت به‌وسیلة یک لایه عایق نازک از این نانوسیم جدا می‌شود.
در این حالت نیاز به تغییر دوپ‌کننده در فواصل کم نیست. در عوض کل این نانوسیم، نوع N و گیت نوع p میباشد. حضور این گیت منجر به تخلیه‌ی تعدادی از الکترون‌ها در ناحیه‌ی انتهایی نانوسیم متصل به آن، می‌شود. اگر یک ولتاژ در سرتاسر این نانوسیم اعمال شود، جریان الکتریکی در سرتاسر این ناحیه‌ی تخلیه‌شده جاری نمی‌شود. اگر یک ولتاژ به گیت نیز اعمال شود، اثر فشردگی کاهش‌یافته و جریان جاری می‌شود.
ترانزیستورهای امروزی دارای اتصالات نیمه‌رسانا می‌باشند. معمول‌ترین نوع اتصال، اتصال p-n است که به‌وسیلة تماس بین یک قطعه سیلیکونی نوع p و یک قطعه سیلیکونی نوع n تشکیل می‌شود. در قطعه نوع p، سیلیکون برای ایجاد حفره‌های اضافی با ناخالصی‌ها دوپ می‌شود و در قطعه نوع p، سیلیکون برای ایجاد الکترون‌های اضافی با ناخالصی‌ها دوپ می‌شود.
تعداد ترانزیستورها روی یک میکروتراشه سیلیکونی منفرد به طور فزاینده‌ای در حال افزایش میباشد و از سال 1970 تاکنون از چندصد به چندین بیلیارد رسیده است. در نتیجه ترانزیستورها به قدری ریز شده‌اند که ایجاد اتصالات با کیفیت در آنها به شدت مشکل شده است. در عمل تغییر غلظت دوپ‌کننده‌ی یک ماده‌ی در فصول کمتر از حدود 10 نانومتر بسیار مشکل است.
http://www.nano.ir/images/news/7219.jpg شمایی از یک ترانزیستور نانوسیمی نوع n. اکنون جین- پیر کالینگ و همکارانش در مؤسسه ملی تیندال؛ برای حل این مشکل از ایده مطرح شده در سال 1925 الهام گرفته‌اند. طبق این ایده، ترانزیستور یک مقاومت ساده است و شامل یک گیت میباشد که چگالی الکترون‌ها و حفره‌ها و در نتیجه جریان الکتریکی را کنترل می‌کند. افزاره ساخته شده بوسیله این محققان یک نانوسیم سیلیکونی میباشد که در آن جریان الکتریکی به‌طور کامل به‌وسیلة یک گیت سیلیکونی کنترل می‌شود. این گیت به‌وسیلة یک لایه عایق نازک از این نانوسیم جدا می‌شود.
در این حالت نیاز به تغییر دوپ‌کننده در فواصل کم نیست. در عوض کل این نانوسیم، نوع N و گیت نوع p میباشد. حضور این گیت منجر به تخلیه‌ی تعدادی از الکترون‌ها در ناحیه‌ی انتهایی نانوسیم متصل به آن، می‌شود. اگر یک ولتاژ در سرتاسر این نانوسیم اعمال شود، جریان الکتریکی در سرتاسر این ناحیه‌ی تخلیه‌شده جاری نمی‌شود. اگر یک ولتاژ به گیت نیز اعمال شود، اثر فشردگی کاهش‌یافته و جریان جاری می‌شود.