تولید تراشه کامپیوتری با استفاده از نانولوله کربنی

هر ساله ابعاد ترانزیستورها کوچکتر می‌شود که این امر موجب کوچکتر شدن ادوات الکترونیکی می‌شود. با این حال محدودیتی فیزیکی برای کوچک شدن مدارهای الکترونیکی سیلیکونی وجود دارد. سیلیکون یکی از مواد رایج در تولید ادوات الکترونیکی است بنابراین محققان مدت‌هاست که به‌دنبال یک جایگزین برای سیلیکون هستند، ماده‌ای که عملکرد مشابه سیلیکون داشته اما ابعاد آن کوچکتر از سیلیکون باشد. ترانزیستورهای امروزی دارای ابعادی در حدود ۲۰ نانومتر هستند اما مهندسان قصد دارند تا این ابعاد را کاهش داده و نصف یا کمتر برسانند. چنین چیزی با سیلیکون امکان ندارد زیرا تعداد اتم‌ها در مولکول‌های سیلیکون مانع از این کار می‌شوند.

برای ساخت این ترانزیستورها محققان به‌دنبال استفاده از نانولوله‌های کربنی نیمه‌هادی هستند. این ترکیبات رسانای الکتریکی بوده و ابعاد بسیار کوچکتری نسبت به سیلیکون دارند، از سوی دیگر سرعت سوئیچ آنها بسیار بالا است. در حال حاضر تولید آن با کمترین اشکال ساختاری کاری دشوار است. بهترین روشی که تا کنون ارائه شده قادر است محصولی تولید کند که ۷۰ درصد آن نانولوله‌ با خواص نیمه‌هادی بوده و ۳۰ درصد باقی فلزی است. این ارقام برای تولید تراشه‌های کامپیوتری اصلا قابل قبول نیست. اخیرا پژوهشگران دانشگاه استنفورد نشان دادند که می‌توان چنین نرخ تولیدی تراشه‌های کامپیوتری تولید کرد.

از آنجایی نرخ خطاهای تولید در فرایند سنتز نانولوله‌های کربنی بالا است بنابراین باید گفت این ماده، کامل نیست. منشاء خطاها این است که نانولوله‌های کربنی همانند بلورها رشد می‌کنند بنابراین در فرآیند رشد ممکن است مشکلاتی ایجاد شود. برای مثال نانولوله‌های کربنی در حین رشد به‌صورت کاملا مستقیم رشد نمی‌کنند و در برخی موارد دچار انحراف و کج‌شدگی می‌شوند بنابراین در حین اتصال آنها به یکدیگر دشواری‌هایی ایجاد می‌شود. برای حل این مشکل محققان سعی کردند که نانولوله‌ها را به‌صورت ترانزیستور رشد دهند. این گروه جزئیات زیادی در این باره ارائه نکردند اما نشان دادند که می‌توان ساختاری رشد داد که با استفاده از آن سیگنال‌های آنالوگ را به دیجیتال تبدیل کرد. با نتایج این پروژه می‌توان امیدوار بود که از نانولوله‌های کربنی برای تولید تراشه استفاده کرد.