محققان چینی راهبرد جدیدی برای تولید ترانزیستورهای مبتنی بر نانولوله کربنی ارائه کردند. سهولت ساخت و کارایی بالا از مزیت‌های این مدار جدید است.
راهبرد جدیدی برای ساخت ترانزیستور مبتنی بر نانولوله کربنی
پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهد که الکترونیک مبتنی بر سیلیکون در حال رسیدن به محدودیت فیزیکی خود است و احتمالاً تا سال ۲۰۲۰ به این حد برسد. بنابراین، برای تداوم روند کوچک‌سازی ادوات الکترونیکی باید به دنبال فناوری‌های جدید بود. یکی از این راهبردها، ساخت مستقیم ترانزیستورهای اثرمیدان روی نانولوله‌های کربنی است. چنین قطعه‌ای، ابعادی در حد نانومتر خواهد داشت، هرچند که تولید این نوع ترانزیستور هنوز با چالش‌هایی روبرو است.
اخیراً مقاله‌ای درنشریه‌ی Nano Letters به چاپ رسیده است که در آن تیان پی و همکارانش از دانشگاه پیکینگ چین، روشی برای ساخت مدارهای پیچیده روی نانولوله‌های کربنی منفرد ارائه کردند. این گروه تحقیقاتی سیستم باس ۸ بیتی (مداری که به وفور برای انتقال اطلاعات کامپیوتری استفاده می‌شود) که شامل ۴۶ ترانزیستور اثرمیدان است را روی شش نانولوله‌کربنی ایجاد کردند. این پیچیده‌ترین IC مبتنی برنانولوله است که تاکنون ساخته شده‌است. انتظار می‌رود که بتوان مدارهای پیچیده‌تری را با این روش تولید کرد.
از سال ۱۹۹۸ که اولین ترانزیستور اثرمیدان مبتنی برنانولوله کربنی ساخته شد، پژوهش‌های زیادی روی بهبود کارایی آن‌ها انجام شده‌است. همان‌طور که این محققان در مقاله‌ی خود توضیح دادند، نانولوله‌های کربنی نیمه‌هادی بهترین گزینه برای جایگزینی سیم‌های سیلیکونی هستند، دلیل این امر، نازک بودن آن‌ها و سرعت بالای حرکت الکترون در نانولوله‌های کربنی است.
با این حال الکترونیک مبتنی بر نانولوله کربنی با مشکلاتی روبرو است. یکی از این مشکلات، جدا کردن نانولوله‌های فلزی از نیمه‌هادی است. هر چند روش‌هایی برای این کار ارائه شده است، اما همه‌ی آن‌ها موجب آسیب دیدن نانولوله‌های نیمه‌هادی می‌شوند.
محققان برای حل این مشکل، به جای استفاده از یک نانولوله‌ی منفرد، از چند نانولوله استفاده کردند. این کار موجب پیچیده شدن ساختار ترانزیستور می‌شود. پژوهشگران با استفاده از یک راهبرد جدید و یک ماژول دارای هشت ترانزیستور روی دو نانولوله کربنی، موفق به ساخت مدار پیچیده‌ای شدند. از آنجایی که معمولاً دو نانولوله‌کربنی کاملاً شبیه هم نیستند، وجود دو نانولوله مختلف موجب افزایش مقاومت ترانزیستور در برابر تفاوت میان خواص دو نانولوله می‌شود. با این کار می‌توان از این ساختار به‌عنوان واحد سازنده‌ی سیستم باس ۸ بیتی که حاوی ۴۶ ترانزیستور اثرمیدان روی شش نانولوله کربنی است، استفاده کرد.
نتایج آزمایش‌های انجام شده نشان می‌دهد که ترانزیستور اثرمیدان نوع n و p به ترتیب ۵ و ۱۰ برابر سریع‌تر از ترانزیستورهای سیلیکونی است.
