Mažiau ir mažiau
Elektronika žengė dar vieną žingsnį į nanopasaulį. Trys mokslininkų grupės pranešė sukūrusios molekulės dydžio tranzistorius – pagrindinius mikroschemų komponentus.
Kuo mažesni yra mikroschemą sudarantys komponentai, tuo tankiau juos galima sudėti vieną šalia kito ir tuo greičiau jie rišasi tarpusavyje. Taip galima gauti talpesnius atminties lustus ir spartesnius mikroprocesorius. Dabartinėse silicio mikroschemose tranzistoriai yra apie 100 nm pločio ir jų matmenys toliau mažėja, tačiau po kokių dviejų dešimtmečių pagaliau išauš diena, kuomet egzistuojančios ėsdinimo technologijos nebeleis jų daugiau sumažinti. Todėl inžinieriai stengiasi sužinoti, ar tranzistorių nebūtų galima pagaminti iš pavienių nanometrų dydžio molekulių.
Tranzistoriai veikia lyg perjungikliai, įjungiantys ir išjungiantys sroves ir taip sukuriantys skaitmeninius vienetus ir nulius. Labiausiai paplitusiame tranzistoriau tipe – lauko tranzistoriuje – srovė teka kanalu, jungiančiu du elektrodus, vadinamus ištaku ir santaka. Trečias, užtūra vadinamas elektrodas, valdo srovę elektriškai atverdamas ir priverdamas ištaką ir santaką jungiantį kanalą. Viskas vyksta panašiai, kaip ir užspaudinėjant gumine žarna tekantį vandenį.
Trys grupės, norėdamos pagaminti loginius grandynus iš molekulės dydžio tranzistorių, nuėjo labai skirtingais keliais. Paprasčiausiąjį pasirinko Jano Hendriko Schoeno grupė iš Lucent Technologies. Schoeno grupė sumeistravo tranzistorių iš vienos organinės molekulės, vadinamos 4,4′-bifenilditiolu. Abiejuose molekulės galuose esantys auksiniai elektrodai sudaro ištaką ir santaką, o užtūra yra pagaminta iš silicio, padengto plonu izoliuojančiu silicio dioksido sluoksniu. Sujungę kartu du tranzistorius mokslininkai pagamino inverterį arba NOT vartelius, kaitaliojantį 1 į 0 ir atvirkščiai.
Kitu keliu nuėjo Delfto universiteto (Olandija) fizikas Cees Dekkeris ir jo kolegos. Jie tranzistorius pagamino iš anglies nanovamzdelių – anglies lakštų, suvyniotų į 1 nm storio cilindrus (žr. pav.). Dekkerio tranzistoriuje nanovamzdelis pats yra srovės kanalas. Abiejuose galuose esantys auksiniai elektrodai yra ištakas ir santaka, o užtūra yra pagaminta iš aliuminio vielos, padengtos aliuminio oksido izoliatoriumi. Tranzistorių gaminimas yra gana atsitiktinis procesas – Dekkeris pabarstydavo nanovamzdeliais lusto paviršių ir pasirinkdavo tik tuos, kurie nukrisdavo ant aliuminio vielos. Bet tai tik pradžia, nes kiekvienas matricos tranzistorius turi atskirą užtūrą ir jį galima valdyti nepriklausomai nuo kitų. Sujungęs kelis tokius tranzistorius Dekkeris galėjo sukurti nemažai įvairių prietaisų.
Dar vieną daug žadančią idėją paskelbė Charles Lieberis ir jo grupė iš Harvardo universiteto (JAV). Jie naudojo puslaidininkines nanovieleles. Jie pagamino iš nanovielelių groteles, kuriose susikertančios vielelės tampa srovę valdančiu elektrodu. Iš tokių vielelių rinkinių Lieberis sugebėjo sukurti nemažai įvairių grandynų. Lieberis sako, kad jo koncepcija leis nebrangiai ir nenaudojant sudėtingų litografijos procesų gaminti puslaidininkinius prietaisus.
Ne visi nanotechnologijos specialistai yra tikri, kad šie žaisliukai sugebės pakeisti šiandieninius silicio prietaisus. Jie mano, kad molekulinė elektronika geriau tiktų kai kuriems retesniems taikymams, pavyzdžiui, sensoriuose, bet ne kompiuterių mikroschemose.
