carbon-nanotube

26/ 08/ 2001 | Μοριακο κυκλωμα

ΣΑΝ ΣΗΜΕΡΑ 26 Αυγούστου 2001, οι ερευνητές της ΙΒΜ ανακοινώνουν την ολοκλήρωση της κατασκευής λογικού κυκλώματος σε ένα μόλις μόριο σε μορφή νανοσωλήνα άνθρακα. Ένα μεγάλο άλμα προς την κατασκευή μικρότερων και ταχύτερων ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, πέρα από τα όρια που θέτει η χρήση πυριτίου.

Ο νανοσωλήνας άνθρακα αποτελεί μία αλλοτροπική μορφή του άνθρακα (όπως π.χ. ο γραφίτης) με πολύ ιδιαίτερα ηλεκτρομηχανικά χαρακτηριστικά και την ιδιότητα να σχηματίζει κυλινδρικά μεγαλομόρια, από αλυσίδες ατόμων άνθρακα, με σχέση μήκους/διατομής που αγγίζει ακόμη και το 130.000.000/1. Η έρευνα και η μελέτη πάνω στους νανοσωλήνες άνθρακα ξεκίνησε ήδη από τη δεκαετία του ’50 στην τότε Σοβιετική Ένωση. Ωστόσο, η προσπάθεια ηλεκτρονικών εφαρμογών αρχίζει στα τέλη του 20ου αιώνα, με τα εργαστήρια του Αμερικανικού Ναυτικού να κάνουν τις πρώτες θεωρητικές προσεγγίσεις για τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά των νανοσωλήνων, το 1992. Πέντε χρόνια αργότερα στα πανεπιστήμια Μπέρκλεϊ και Ντελφτ, επιτυγχάνεται η κατασκευή του πρώτου μοριακού τρανζίστορ από άνθρακα.

Διάγραμμα λογικού κυκλώματος (ΝΟΤ) σε μοριακό επίπεδο.

Τ0ν Αύγουστο του 2001, επιστήμονες της ΙΒΜ ανακοινώνουν σε συνέδριο Αμερικανών Χημικών στο Σικάγο, την τεχνική κατασκευής λογικού κυκλώματος με τη χρήση ενός μορίου άνθρακα αυτής της μορφής. Ήδη το 1998 η ΙΒΜ είχε κάνει επίδειξη ενός λειτουργικού τρανζίστορ άνθρακα. «Η μέθοδός τους έχει ως εξής: Το πλέγμα όλων των νανοσωλήνων μεταλλικών και ημιαγωγών αποτίθεται πάνω σε υπόστρωμα οξειδίου του πυριτίου. Μια μεταλλική μάσκα τοποθετείται πάνω από τους νανοσωλήνες και παίζει ρόλο ηλεκτροδίου. Χρησιμοποιώντας ως δεύτερο ηλεκτρόδιο το υπόστρωμα πυριτίου οι επιστήμονες θέτουν σε μη αγώγιμη κατάσταση τους ημιαγωγούς νανοσωλήνες. Μετά με μια κατάληλη τάση που εφαρμόζεται στο υπόστρωμα επιτυγχάνεται η καταστροφή μόνο των μεταλλικών αφού μόνον αυτοί είναι αγώγιμοι και διαρρέονται από ρεύμα. Το αποτέλεσμα είναι ένα πυκνό δίκτυο ημιαγωγών νανοσωλήνων που χρησιμοποιούνται για να χτιστούν τα λογικά κυκλώματα». (περιοδικό Science, Aπρ.2001)

Σε ό,τι αφορά ειδικότερα το πρώτο απλοϊκό λογικό κύκλωμα από νανοσωλήνα άνθρακα της ΙΒΜ, αυτό δεν ήταν τίποτε περισσότερο από μία πύλη ΝΟΤ, δηλαδή ένα κύκλωμα αντιστροφής τάσης με την μετατροπή ενός μορίου άνθρακα σε τρανζίστορ p-type και n-type. Το πλάτος του κυκλώματος ήταν της τάξης των 10 νανομέτρων, με τη διατομή του νανοσωλήνα να είναι λεπτότερη κατά 100.000 φορές από την ανθρώπινη τρίχα. Το εν λόγω κύκλωμα, αν και εντελώς απλοϊκό, αποτελεί το θεμέλιο για μελλοντικούς επεξεργαστές του 1THz, αρχιτεκτονικής πολύ μικρότερης από τα φυσικά όρια του πυριτίου. Να σημειώσουμε, ότι το 2004 έγινε η επίδειξη του πρώτου κυκλώματος μνήμης σε νανοσωλήνα.

Δείτε επίσης…

Ανακοίνωση ΙΒΜ (pdf)