ساخت نخستين ترانزيستور بدون اتصال با نانوسيم سيليکونی

دسته بندي: آشنايی با الكترونيك

به گفته محققان، اين افزاره که ايده آن نخستين بار در سال 1925 داده شده ولي تاکنون ساخته نشده است، خواص الکتريکي نسبتاً ايد‌ه‌آلي دارد. اين افزاره در مقايسه با ترانزيستورهاي مرسوم امروزي به صورت بالقوه مي‌تواند سريع‌تر و با توان کمتر کار کند.

ترانزيستور‌های امروزي دارای اتصالات نيمه‌رسانا مي‌باشند. معمول‌ترين نوع اتصال، اتصال p-n است که به‌وسيلة تماس بين يک قطعه سيليکوني نوع p و يک قطعه سيليکوني نوع n تشکيل مي‌شود. در قطعه نوع p، سيليکون براي ايجاد حفره‌هاي اضافي با ناخالصي‌ها دوپ مي‌شود و در قطعه نوع p، سيليکون براي ايجاد الکترون‌هاي اضافي با ناخالصي‌ها دوپ‌ مي‌شود.

تعداد ترانزيستورها روي يک ميکروتراشه سيليکوني منفرد به طور فزاينده‌اي در حال افزايش مي‌باشد و از سال 1970 تاکنون از چندصد به چندين بيليارد رسيده است. در نتيجه ترانزيستورها به قدري ريز شده‌اند که ايجاد اتصالات با کيفيت در آنها به شدت مشکل شده است. در عمل تغيير غلظت دوپ‌کننده‌ي يک ماده‌ي در فصول کمتر از حدود 10 نانومتر بسيار مشکل است.

اکنون جين- پير کالينگ و همکارانش در مؤسسه ملي تيندال؛ براي حل اين مشکل از ايده مطرح شده در سال 1925 الهام گرفته‌اند.

طبق اين ايده، ترانزيستور يک مقاومت ساده است و شامل يک گيت مي‌باشد که چگالي الکترون‌ها و حفره‌ها و در نتيجه جريان الکتريکي را کنترل مي‌کند. افزاره ساخته شده به وسيله اين محققان يک نانوسيم سيليکوني مي‌باشد که در آن جريان الکتريکي به ‌طور کامل به‌ وسيلة يک گيت سيليکوني کنترل مي‌شود. اين گيت به ‌وسيلة يک لايه عايق نازک از اين نانوسيم جدا مي‌شود.

در اين حالت نياز به تغيير دوپ‌کننده در فواصل کم نيست. در عوض کل اين نانوسيم، نوع n و گيت نوع p مي‌باشد. حضور اين گيت منجر به تخليه‌ تعدادي از الکترون‌ها در ناحيه‌ انتهايي نانوسيم متصل به آن مي‌شود. اگر يک ولتاژ در سرتاسر اين نانوسيم اعمال شود، جريان الکتريکی در سرتاسر اين ناحيه تخليه‌ شده جاری نمی‌شود. اگر يک ولتاژ به گيت نيز اعمال شود، اثر فشردگی کاهش‌ يافته و جريان جاری می‌شود.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ Nature Nanotechnology منتشر شده است.(منبع:بتانیوز)

کلمات کلیدی:ترانزیستور٬سیلیکون٬الکترون٬مقاومت٬خازن٬ژرمانیم٬میکروتراشه٬نیمه رسانا٬