ژوهشگران با استفاده از نازک ترين ماده ي جهان (گرافين)، کوچک ترين ترانزيستور جهان را ساختند. اين ترانزيستور ضخامتي برابر با يک اتم و پهنايي برابر با ده اتم دارد.

به گزارش خبرگزاري برق، الکترونيک و کامپيوتر ايران (الکترونيوز) و به نقل از ساينس ديلي، بر اساس گزارشات مندرج در ژورنال ساينس، دکتر کوستيا نووسلف و پروفسور اندري گيم از دانشکده ي فيزيک و نجوم دانشگاه منچستر نشان مي دهد که گرافين مي تواند به مدارهاي الکترونيکي ريزي تقسيم شود و ترانزيستورهاي خاصي را با ابعادي در اندازه ي يک مولکول به همراه داشته باشند. به گفته ي پژوهشگران منچستر، هر چقدر ابعاد ترانزيستورهاي اين مدارهاي الکترونيکي کوچک تر باشد، عملکرد آنها بهتر خواهد بود.

توليد کنندگان در دهه هاي اخير، اجزاي بيشتر و بيشتري را روي آي سي ها تعبيه کرده اند. بنابراين، تعداد ترانزيستورها و توان اين آي سي ها طي هر دو سال تقريباً دو برابر شده اند. اين امر به قانون مور معروف شده است.

طبق چشم انداز صنعت نيمه هادي، در حال حاضر سرعت اضافه کردن اجزاي ديگر به مدارها به طور قابل ملاحظه اي در حال کاهش است و کوچک سازي در الکترونيک اساسي ترين چالش خود را در ده تا بيست سال آينده تجربه خواهد کرد.

مشکل اساسي در اين است که استحکام موادي که ابعاد آنها کوچک تر از ده نانومتر باشد، ضعيف مي باشد. تمام نيمه هادي ها از جمله سيليکون، در اين مقياس، ابتدا اکسيد سپس تجزيه مي شوند و نهايتاً به طور غير قابل کنترلي روي سطوح جابجا مي شوند درست مانند قطرات ريز آب که روي يک سطح داغ جابجا مي شوند.

چهار سال پيش، جيم و همکارانش گرافين را کشف کردند. گرافين اولين ماده ي شناخته شده ي با ضخامت يک اتم مي باشد که مي توان آنرا به صورت مجموعه اي از اتم ها که از گرافيت استخراج مي شوند، در نظر گرفت. گرافين به سرعت به يکي از داغ ترين موضوعات علم فيزيک و مواد تبديل شد.

هم اکنون تيم منچستر نشان داده است که مي توان با تجزيه کردن يک کريستال گرافين، ترانزيستورهايي در مقياس نانومتر توليد کرد. بر خلاف ساير مواد شناخته شده، گرافين بعد از تجزيه به ترانزيستورهايي در مقياس يک نانومتر، باز پايدار و مستحکم و رسانا باقي مي ماند.

ترانزيستورهاي گرافين در ابعاد کوچک تر از ده نانومتر عملکرد خوبي از خود نشان مي دهند. ابعاد کوچک تر از ده نانومتر يک نوع محدوديت کوچک سازي به شمار مي رود به طوري که طبق پيش بيني ها فن آوري سيليکون در اين ابعاد با شکست مواجه خواهد شد.

نووسلف گفت: "قبلاً پژوهشگران از مولکول هاي بزرگ تري براي ترانزيستورهاي خاص استفاده مي کردند تا بتوانند نوع جديدي از مدارهاي الکترونيکي را توليد کنند. اين کار، همانند اضافه کردن مقدار کمي شيمي به مهندسي کامپيوتر است. ولي الآن بر اساس همان ماده ي قبلي (گرافين)، مولکول هاي طراح به عنوان ترانزيستورها به معماري کامپيوتر طراح وصل مي شوند و روش ساخت آنها درست مشابه روشي است که در حال حاضر در صنعت نيمه هادي از آن استفاده مي کنند."

وي افزود: "فعلاً خيلي زود است که وعده ي ابرکامپيوترهاي گرافين را بدهيم. ما در کارمان، براي توليد ترانزيستورهاي کوچک مذکور به شانس و احتمال تکيه کرديم. متأسفانه در حال حاضر هيچ فن آوري وجود ندارد که مواد را دقيقاً به نانومتر برش دهد و اين دقيقاً همان چالشي است که الکترونيک غير سيليکوني پيش روي خود دارد. حداقل ما اکنون ماده اي داريم که با اين چالش روبروست."

باب وسترولت، استاد دانشگاه هاروارد اظهار داشت: "گرافين يک ماده ي جديد جالب با خواص غير معمول است که براي نانوالکترونيک نويد بخش به شمار مي رود. آينده بايستي خيلي جالب توجه باشد."

مقاله اي در زمينه ي گرافين، روز هفدهم آوريل در ژورنال ساينس منتشر شده است. همچنين همراه با آن، مقاله ي وسترولت با عنوان "نانوالکترونيک گرافين" (چشم اندازي به آينده ي گرافين)، به چاپ رسيده است.