محققان دانشگاه استنفورد روشی برای تولید انبوه ترانزیستورهای اثرمیدان مبتنی بر نانولوله کربنی ارائه کردند. این ترانزیستورهای اثرمیدان نسبت به ترانزیستورهای پیشین، ابعاد کانال کوچک‌تری دارند که منجر به بهبود کارایی و کاهش مصرف انرژی در آنها می‌شود.
امکان تولید انبوه ترانزیستورهای اثرمیدان مبتنی بر نانولوله کربنی
ترانزیستورهای نانولوله کربنی یکی از عناصر مهم و جذاب برای تولید مدارهای الکترونیکی کامپیوترهای نسل جدید هستند. این ترانزیستورها نسبت به مدارهای فعلی، هم عملکرد بالاتری و هم مصرف انرژی کمتری دارند. این بهبود عملکرد به شکل قابل توجهی محسوس است به طوری که عملکرد آنها سه برابر سریع‌تر از مدارهای فعلی است این در حالی است که مصرف انرژی آنها یک سوم این مدارهاست. این مدارها دارای کاربردهای متعددی است به طوری که از آنها در ساخت ادوات مختلف از کامپیوترهای معمولی و تلفن‌های هوشمند گرفته تا ابررایانه‌ها می‌توان استفاده کرد.
در ساخت مدارهای مبتنی بر نانولوله کربنی دو چالش بزرگ وجود دارد؛ اول حضور نانولوله‌های فلزی و دیگر تراز بودن نانولوله‌ها است.
چندی قبل یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه استنفورد با استفاده از روش جدیدی بر این مشکلات پیروز شدند و اولین ترانزیستور مبتنی بر نانولوله کربنی را تولید کردند. این ترانزیستور اثرمیدان در مقیاس بسیار کوچکی ساخته شده است.
در پژوهش جدیدی که میترا و همکارانش در دانشگاه استنفورد انجام دادند، نشان داده شد که می‌توان از این روش برای تولید ترانزیستورهای اثرمیدان بزرگ استفاده کرد. این گروه در نهایت موفق به ساخت ترانزیستورهایی با کانال‌های دارای ابعاد ۲۰ تا ۹۰ نانومترشدند.
نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای با عنوان “Carbon Nanotube Circuit Integration up to Sub-20 nm Channel Lengths” در نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است.
ماکس شولکار یکی از محققان گروه میترا می‌گوید: «مدارهای مبتنی بر نانولوله کربنی بزرگ پیش از این با کانال‌هایی به‌طور یک میکرون ساخته شده بودند اما در این پژوهش ما موفق به تولید تراتزیستورهایی با کانال‌های زیر ۱۰۰ نانومتر شدیم».
یکی از مزایای این روش آن است که می‌توان ترانزیستورهای اثرمیدان مبتنی بر نانولوله کربنی را به تولید انبوه رساند. این ترانزیستورها به دلیل ابعاد کوچک کانال، مصرف انرژی کمتری دارند در حالی که فرکانس کارکرد آنها بهبود یافته است.
این گروه نشان دادند که ترانزیستورهای اثرمیدان مبتنی بر نانولوله کربنی با کانال ۳۲ نانومتری در فرکانس ۱۰۰ کیلوهرتز کار کرده و تنها ۱۳۰ نانووات در ولتاژ ۲ ولت انرژی مصرف می‌کند.
