نانوترانزیستورهای فراگیری که هر تابع منطقی را انجام می‌دهند

اغلب افزاره‌های الکترونیکی امروزی حاوی دو نوع متفاوت ترانزیستور اثر میدانی (FETs) هستند: نوع n (که از الکترون‌ها بعنوان حامل بار استفاده می‌کند) و نوع p (که از حفره‌ها استفاده می‌کند). بطور کلی، یک ترانزیستور می‌تواند یکی از این دو نوع باشد. اکنون در یک مطالعه جدید، محققان آلمانی ترانزیستوری طراحی کرده‌اند که با برنامه‌ریزی بوسیله یک سیگنال الکتریکی، می‌تواند خودش را بصورت نوع n یا نوع p بازپیکربندی کند. مجموعه‌ای از این ترانزیستورهای فراگیر بطور اصولی هر عمل منطقی بولی را انجام می‌دهد؛ این توانایی بدین معنی است که مدارهای الکتریکی می‌توانند با ترانزیستورهای کمتر، همان تعداد تابع منطقی را انجام دهند. این مزیت ممکن است منجر به طراحی مدارهای جدید و سخت‌افزارهای فشرده‌تر شود.

اغلب افزاره‌های الکترونیکی امروزی حاوی دو نوع متفاوت ترانزیستور اثر
میدانی (FETs) هستند: نوع n (که از الکترون‌ها بعنوان حامل بار استفاده می‌کند)
و نوع p (که از حفره‌ها استفاده می‌کند). بطور کلی، یک ترانزیستور می‌تواند
یکی از این دو نوع باشد. اکنون در یک مطالعه جدید، محققان آلمانی
ترانزیستوری طراحی کرده‌اند که با برنامه‌ریزی بوسیله یک سیگنال الکتریکی،
می‌تواند خودش را بصورت نوع n یا نوع p بازپیکربندی کند. مجموعه‌ای از این
ترانزیستورهای فراگیر بطور اصولی هر عمل منطقی بولی را انجام می‌دهد؛ این
توانایی بدین معنی است که مدارهای الکتریکی می‌توانند با ترانزیستورهای
کمتر، همان تعداد تابع منطقی را انجام دهند. این مزیت ممکن است منجر به
طراحی مدارهای جدید و سخت‌افزارهای فشرده‌تر شود.

هسته این ترانزیستور شامل یک نانوسیم منفرد ساخته شده از یک ساختار فلز –
نیمه‌رسانا – فلز می‌باشد. این نانوسیم در یک پوسته دی‌اکسید سیلیکونی درج
می‌شود. الکترون‌ها و حفره‌ها در سرتاسر دو گیت از منبع در یکی از دو
انتهای این نانوسیم تا خروجی در انتهای دیگر این نانوسیم جریان می‌یابند.
این دو گیت جریان الکترون‌ها و حفره‌ها را به دو طریق متفاوت کنترل می‌کنند.
یک گیت با انتخاب الکترون‌ها یا حفره‌ها بعنوان حامل بار، نوع ترانزیستور
را انتخاب می‌کند، در حالیکه گیت دیگر با تنظیم رسانایی این نانوسیم، جریان
الکترون‌ها یا حفره‌ها را کنترل می‌کند.

 
هسته این ترانزیستور قابل بازپیکربندی، شامل یک ساختار نانوسیمی درج شده در یک
پوسته دی‌اکسید سیلیکونی است. الکترون‌ها یا حفره‌ها از منبع در یکی از دو انتهای
این نانوسیم از میان گیت‌ها تا خروجی در انتهای دیگر این نانوسیم، جریان می‌یابند.
یک گیت برای برنامه‌ریزی قطبش – n یا p استفاده می‌شود؛ در حالیکه گیت دیگر رسانایی
در سرتاسر این نانوسیم را تنظیم می‌کند.
استفاده از یک گیت برای انتخاب پیکربندی نوع n یا p کاملا با ترانزیستورهای مرسوم
متفاوت است. در ترانزیستورهای مرسوم، عملیات نوع n یا p از دوپ‌کردنی ناشی می‌شود
که در طول فرآیند ساخت اتفاق می‌افتد، و بمحض اینکه ترانزیستور ساخته شود، نمی‌تواند
تغییر کند. در مقابل، این ترانزیستور قابل بازپیکربندی از هیچ دوپ‌کردنی استفاده
نمی‌کند. در عوض، به گیتی که می‌تواند نوع این ترانزیستور را حتی در طول عملیات
بازپیکربندی کند، یک ولتاژ خارجی اعمال می‌شود. این ولتاژ برای مسدود کردن جریان
الکترون‌ها یا حفره‌ها در سرتاسر این افزاره، سبب اتصال شوتکی نزدیک این گیت می‌شود.
بنابراین هنگامی که جریان الکترون‌ها مسدود می‌شود، حفره‌ها می‌توانند جریان یابند
و این ترانزیستور نوع p است.

این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی nano Letters منتشر کرده‌اند.