ساخت ریزترین ترانزیستور جهان توسط محقق ایرانی

براساس گزارش ساينس، اين ترانزيستور جديد برخلاف ترانزيستورهاي رايج از جنس سيليكون ساخته نشده‌است و ابعاد كوچك آن نشان‌دهنده اين موضوع است كه مي‌تواند عملكرد اين ترانزيستورها را با افزايش تعدادزيادي واحد بسيار كوچك در مدار افزايش داد و در عين حال قانون مور را نيز زنده‌ نگه داشت.

براساس قانون مور تعداد ترانزيستورها در يك مدار يكپارچه تقريبا هردوسال دوبرابر مي‌شود، يعني ترانزيستورها كوچكتر مي‌شوند، و امكان انجام پردازش‌هاي پيچيده‌تر و قدرتمند‌تر فراهم مي‌‌شود. ترانزيستورها تا به امروز به سرحد پنج نانومتري خود رسيده ‌بودند و ديگر راهي براي كوچكتر ساختن آنها وجود نداشت،‌ اما اكنون به لطف تحقيقات علي جاوه‌اي و همكارانش كوچكترين ترانزيستور جهان ساخته شده‌است.

به گفته جاوه‌اي اين ترانزيستور از گيتي يك نانومتري برخوردار است و نشاندهنده اين موضوع است كه با استفاده از مواد مناسب راه‌هاي زيادي براي كوچك‌سازي تجهزيات الكترونيك ايجاد مي‌شوند. جاوه‌اي و تيمش با استفاده از نانولوله‌هاي كربني و ماده‌اي به نام موليبدنوم دي‌سولفيد يا MoS2 موفق شدند از مرز پنج نانومتر عبور كنند. اين ماده گاه به عنوان روغن موتور مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

براي ساخت ترانزيستورهاي عادي، سيليكون به دليل داشتن كمترين مقاومت الكتريكي ماده‌اي عالي به شمار مي‌رود. در ترانزيستورهاي جديد MoS2 از مقاومت الكتريكي بالاتري برخوردار است اما اين كند شدن جريان زماني كه ترانزيستور بيش از اندازه كوچك مي‌شود مفيد خواهد بود زيرا به كنترل رفتار الكترون‌ها كمك خواهد‌كرد. يكي از دلايل وجود محدوديت گيت‌هاي پنج نانومتري اين بود كه زماني كه ترانزيستورهاي سيليكوني از اين اندازه كوچكتر مي‌شدند، پديده‌اي به نام تونل‌سازي كوانتومي رخ مي‌داد كه در آن الكترون‌ها شروع به جهيدن از روي يك ترانزيستور به ترانزيستور ديگر مي‌كردند و روند انتقال سيگنال‌ها را مختل مي‌ساختند.

اما با استفاده از ماده جديدي كه جايگزين سيليكون شده‌است، مي‌توان الكترون‌ها و سيگنال‌ها را به راحتي كنترل كرد. محققان در آزمايش ترانزيستور جديد خود كه از MoS2 و يك نانولوله كربني يك نانومتري تشكيل شده‌است،‌ دريافتند ترانزيستور مي‌تواند به شكلي موثر جريان الكترون‌ها را كنترل كند.

يكي از دلايل اهميت بالاي اين اختراع،‌علاوه بر بهبود عملكرد رايانه‌ها، اين است كه تا پيش از اين كسي از اين راه‌حل براي تغيير ساختار ترانزيستورها آگاه نبود. به گفته محققان صنعت ابررساناها براي مدت‌ها براين باور بود كه هر گيت ترانزيستوري كه زير پنج نانومتر باشد عمل نخواهدكرد از اين رو حتي كسي به ساخت چنين چيزي فكر هم نمي‌كرد.

با وجود دستيابي به اين موفقيت بزرگ،‌جاوه‌اي و تيمش تاكيد دارند تا زمان استفاده از اين ترانزيستورهاي جديد در سيستم‌هار رايانه‌اي و گوشي‌هاي موبايل راه درازي در پيش است زيرا اكنون كه قابل استفاده بودن اين سوئيچ‌هاي بسيار كوچك به اثبات رسيده‌است، بايد راهي براي توليد انبوه آنها يافته شود. به گفته جاوه‌اي پيش از هرچيز بايد راهي براي گنجاندن اين ترانزيستورها درون تراشه يافت، كاري كه تاكنون كسي آن را انجام نداده‌است.

جاوه‌اي مي‌گويد اين موفقيت از آن رو مهم است كه نشان مي‌دهد ما ديگر محدود به ترانزيستورهاي پنج نانومتري نيستيم و قانون مور به واسطه مهندسي درست مواد نيمه‌هادي‌ و معماري الكترونيك‌ها مهلت بيشتري براي بقا به دست آورده‌است.