ساخت نخستین نانو ترانزیستور تک الکترونی تمام اکسیدی

گروهی از محققان آمریکایی برای نخستین بار موفق شدند نانوترانزیستوری تک الکترونی از مواد کاملا اکسیدی بسازند که می‌تواند در آینده به ساخت حافظه‌های رایانه‌ای فوق متراکم با عمر طولانی، رایانه‌های کوانتومی و الکترونیک پیشرفته کاربرد داشته باشد.

گروهی از محققان پیشتاز دانشگاه پیتزبرگ (PTT) ، ویسکانسین و آزمایشگاهای HP با
همکاری یکدیگر موفق به ساخت نانوترانزیستوری تک الکترونی شدن که می‌تواند در آینده
به ساخت حافظه‌های رایانه‌ای فوق متراکم با عمر طولانی، رایانه‌های کوانتومی و
الکترونیک پیشرفته منجر شود. این برای برای نخستین بار است که محققان موفق شده‌اند
یک ترانزیستور تک الکترونی متشکل از مواد کاملا اکسیدی بسازند.

بخش اصلی تشکیل دهنده این ترانزیستور قطعه‌ای جزیره مانند به ابعاد ۱٫ ۵ نانومتر
است که تنها با افزودن یک یا دو الکترون کار می‌کند. سیم‌هایی هم که از این
ترانزیستور بیرون آمده الکترونهای اضافی را از عرض این جزیره عبور می‌دهد. تعداد
الکترون‌های روی این جزیره که می‌تواند فقط صفر یک و یا دو باشد هر کدام خواص
رسانشی مجزایی دارند که این قابلیت موجب اهمیت فوق‌العاده آن در کاربردهای محاسباتی
از حافظه‌های فوق متراکم گرفته تا رایانه‌های کوانتومی می‌شود و می‌تواند بلوک‌های
ساختمانی حافظه‌های رایانه‌ای قدرتمندتر و مواد پیشرفته الکترونیکی را تشکیل داده و
مبنایی برای ساخت رایانه‌های کوانتومی باشد.

به‌علاوه از این قطعه مرکزی ریز می‌توان به‌عنوان یک اتم مصنوعی برای ساخت دسته
جدیدی از مواد الکترونیکی از قبیل ابررساناهای بسیار شگفت با خواصی غیر عادی
استفاده نمود.

به گفته لوی یکی از ویژگی‌های این ترانزیستور تک الکترونی حساسیت فوق‌العاده آن به
بار الکتریکی است. ویژگی دیگر این مواد اکسیدی خاصیت فروالکتریسیته آنها است که به
تبدیل این ترانزیستور به یک حافظه حالت جامد می‌شود. در واقع حالت فروالکتریک در
غیاب نیروی خارجی تعداد الکترون‌های روی این جزیره را کنترل می‌کند و آن هم به نوبه
خود می‌تواند برای ایجاد حالت‌های صفر و یک در این حافظه رایانه‌ای به‌کار رود.
حافظه رایانه‌ای ساخته شده بر این اساس قادر خواهد بود تا اطلاعات را حتی هنگامی که
پردازشگر خاموش است نیز در خود نگه دارد. همچنین انتظار می‌رود این حالت فروالکتریک
نسبت به تغییر فشارهای کوچک در مقیاس نانو حساس بوده و بتوان از آن به‌عنوان حسگر
نانومقیاس بار و نیرو استفاده کرد. گفتنی است نیروی هوایی آمریکا پشتیبانی مالی این
طرح را عهده دار شده است و قرار است تا طی یک برنامه پنج ساله برخی از مهمترین
نواقصی که در مسیر توسعه فناوری اطلاعات کوانتومی وجود دارد برطرف شود. گزارش این
تحقیق در نشریه Nature Nanotechnology منتشر شده است.