ساخت افزاره‌های تک‌الکترونی ساده نیست. محققان نیازمند کنترل فرایند ساخت در ابعاد نانومقیاس هستند و این به معنی آن است که در هر مرحله تنها تعداد افزاره اندکی را می‌توان ساخت. هم‌اکنون، محققانی از دانشگاه تگزاس روش تازه‌ای بر اساس فراوری موازی توسعه داده‌اند که به آنها اجازه تولید افزاره‌های متعددی را می‌دهد که به‌صورت انفرادی قابل آدرس‌دهی هستند و در دمای اتاق نیز کار می‌کنند.
ساخت افزاره‌های ساده تک‌الکترونی
ساخت افزاره‌های
تک‌الکترونی ساده نیست. محققان نیازمند کنترل فرایند ساخت در ابعاد نانومقیاس
هستند و این به معنی آن است که در هر مرحله تنها تعداد افزاره اندکی را می‌توان
ساخت. هم‌اکنون، محققانی از دانشگاه تگزاس روش تازه‌ای بر اساس فراوری موازی توسعه
داده‌اند که به آنها اجازه تولید افزاره‌های متعددی را می‌دهد که به‌صورت انفرادی
قابل آدرس‌دهی هستند و در دمای اتاق نیز کار می‌کنند.
این روش که مبتنی بر فناوری ساخت استاندارد تراشه است، راه را برای ساخت سیستم‌های
مجتمع با کاربردهای عملی، مانند تراشه‌های رایانه‌ای با توان مصرفی بسیار پایین،
هموار می‌کند. سئونگ جین کوه، یکی از این محققان، گفت:«نکته مهم این است که همان
رهیافت می‌تواند در سنتز بزرگ‌مقیاس و موازی سایر حسگرها/ افزاره‌های نانومقیاس که
از عناصری مانند نانو‌سیم‌ها، نانولوله‌های کربنی و نانوذرات تشکیل شده‌اند، به
کار گرفته شود. نبود چنین روشهایی مهم‌ترین مانع و محدودکننده کاربردهای عملی و
گسترده این افزاره‌ها بوده‌است.»
این محققان با استفاده از روش‌های ساخت CMOS که شامل مراحل فوتولیتوگرافی، رسوب
لایه نازک و حکاکی می‌شوند، افزاره‌های خود را درست کردند. راز این روش جدید در به
هم چسباندن دو الکترود(که یک لایه عایق بین آنها قرار دارد) و اضافه کردن
نانوذرات طلا به وجوه دیگر آنها از طریق تک‌لایه‌های خودآرا، نهفته است.
تاکنون، ساخت افزاره تک‌الکترونی نیازمند الگودهی پیچیده نانومقیاسی، مانند
لیتوگرافی باریکه الکترونی، نانواکسایش با استفاده از STM/AFM، اتصالهای شکستگی
کنترل‌شده و مهاجرت الکترونی، بوده‌است. با این حال، چنین روشهایی در فراوری
موازی بزرگ‌مقیاس مناسب نیستند.
کوه توضیح می‌دهد که مطالعات ما نشان می‌دهند که بدون نیاز به روش‌های پیچیده، و
فقط با استفاده از فناوری ساخت CMOS مرسوم می‌توان افزاره‌های تک‌الکترونی در سطح
تراشه تولید کرد. این باعث یک جهش مثال‌زدنی در ساخت افزاره‌های تک‌الکترونی(و
احتمالاً بسیار از ساختارهای نانومقیاس دیگر) می‌شود.
افزاره‌های تک‌الکترونی دارای مزایای زیادی نسبت به افزاره‌های الکترونیکی مرسوم
هستند؛ برای مثال آنها بسیار کم‌مصرفند و می‌توانند در رژیم‌های زیر نانومتر کار
کنند؛ این امر به معنای آن است که افزاره‌های زیادی را می‌توان در فضای بسیار کوچکی
جای داد.
کوه گفت:«اکنون که ساخت موازی افزاره‌های نانومقیاس شدنی به نظر می‌رسد، باید ساخت
سیستم‌های مجتمع از ترانزیستورهای تک‌الکترونی نیز مانند افزاره‌های CMOS فعلی
نسبتاً آسان باشد.»
هدف بعدی این گروه ساخت حافظه‌های تک‌الکترونی و پس از آن سیستم‌های منطقی است. در
چنین افزاره‌هایی، صفرها و یک‌ها را می‌توان با حضور یا نبود تعداد اندکی الکترون
نشان داد.
این محققان کار خود را در Nature Nanotechnology گزارش کرده‌اند
