محقققانی در فنلاند برای اولین بار موفق به ساخت حافظه‌های مبتنی بر ترانزیستور اثر میدانی نانولوله‌ای شده‌‌اند؛ این حافظه‌ها دارای سرعت عملیاتی بالای ۱۰۰ نانوثانیه ( ۱۰۵ برابر سرعت بهترین افزاره‌های نانولوله‌ای قبلی)هستند، که میزان قابل رقابت با حافظه‌های فلش مبتنی بر سیلیکون تجاری با زمان‌های نوشتن و پاک‌کردن بیش از ۱۰۰ میکروثانیه است.
ساخت حافظه‌ی نانولوله‌ای با سرعت بسیار بالا
محققانی در فنلاند برای اولین بار موفق به ساخت حافظه‌های مبتنی بر ترانزیستور اثر
میدانی نانولوله‌ای شده‌‌اند؛ این حافظه‌ها دارای سرعت عملیاتی بالای ۱۰۰ نانوثانیه
( ۱۰۵ برابر سرعت بهترین افزاره‌های نانولوله‌ای قبلی)هستند، که میزان قابل رقابت
با حافظه‌های فلش مبتنی بر سیلیکون تجاری با زمان‌های نوشتن و پاک‌کردن بیش از ۱۰۰
میکروثانیه است.
پایوی تورما، یکی از این محققان، گفت: «نتایج ما بسیار حیرت‌آور است، زیرا این
روش برای ساخت ترانزیستورهای اثر میدانی بهینه نشده است یا همانند روش ساخت
حافظه‌های فلش تجاری توسعه نیافته است. دیگر یافته‌ی جالب در این کار بادوام
بودن این حافظه‌های نانولوله‌ای است که می‌توانند برای بیش از ۱۰۴ چرخه عمل
کنند. این طول عمر اغلب برای حافظه‌های فلش است.
این محققان در ساخت حافظه‌ی ترانزیستور اثر میدانی نانولوله‌ی کربنی تک‌جداره‌‌ی
(CNT-FET) خود، ابتدا با استفاده از ترسیب لایه‌ی اتمی یک لایه‌ی HfO2 را روی
نوک ویفر سیلیکونی آلاییده‌ای رشد دادند که به‌عنوان یک گیت پشتیبانی نیز عمل
می‌کرد، سپس این محققان نانولوله‌ها را از یک سوسپانسیون روی این لایه HfO2 پخش
کردند و آنها را با کمک یک میکروسکوپ نیروی اتمی با دقت در یک ماتریس نشانگر هم‌جهت
از پیش تعریف‌شده، قرار دادند. در مرحله‌ی بعدی نانولوله‌ها با استفاده از
لیتوگرافی پرتوی الکترونی به الکترودهای پلاتین متصل و نهایتاً لایه‌ی دیگری از
HfO2 روی نوک این افزاره ترسیب شد که به‌عنوان یک لایۀ غیر فعال‌ساز برای کاهش
اثرات سطحی عمل می‌کرد.
تورما گفت: «سرعت عملیاتی بسیار بالاست که احتمالاً ناشی از خواص ترکیبی
نانولوله‌های کربنی و دی‌الکتریک HfO2 است. خواص الکتریکی نانولوله‌های کربنی
برای عملیات بسیار سریع، خیلی مناسب است. نانولوله‌ها نسبت به محیط الکتریکی
پیرامون خود بسیار حساس هستند. دی‌الکتریک گیت HfO2، دارای نقایص ساختاری است
که می‌توانند به‌طور مؤثری با حامل‌های بار در نانولوله‌های کربنی شارژ یا
تخلیه شوند.
اگرچه این حافظه‌ها در درایوهای سخت حافظه‌ی فلش نیز کاربرد دارند؛ با توجه به
اینکه نیاز چندانی به ولتاژهای عملیاتی ندارند، همچنین نانومقیاس بودن اجزایشان
(که این امکان را می‌دهد تا در مساحت کوچکی بسیار فشرده شوند) برای استفاده در
افزاره‌های قابل حمل از قبیل درایوهای حافظه‌ی USB، PDAs، لپتاپ‌ها و گوشی‌های
تلفن همراه مناسب‌ترند. ساختار کنونی هنوز برای تولید انبوه مناسب نیست؛ زیرا
در آن از گیت‌های سراسری استفاده می‌شود، در حالی که این مشکل با استفاده از یک
ساختار گیت موضعی قابل حل است. این راه‌حل همچنین می‌تواند منجر به سازگاری
فرایند ساخت این افزاره با فرایند ساخت الکترونیک سیلیکونی مرسوم شود. چالش
دیگر موجود در این زمینه خواص الکتریکی نانولوله‌های کربنی و مکانشان روی تراشه
است که باید بهتر کنترل شوند.
تورما گفت: «به‌دلیل اینکه سرعت این افزاره‌ها ممکن است از طریق دستگاه اندازه‌گیری‌مان
محدود شود، ما علاقه‌مندیم تا محدودیت ذاتی سرعت این حافظه‌های نانولوله‌ای را
بررسی کنیم.»
نتایج این تحقیق در مجله‌ی Letters Nano منتشر شده‌است.
