|
|
|
Τα νανοσύρματα συνδέονται
|
Ανακοινώνονται τακτικά στις ειδήσεις ότι φτιάχτηκαν διακόπτες στο μέγεθος μορίου με σκοπό την κατασκευή μιας νέας γενιάς μικροσκοπικών ηλεκτρονικών τσιπ. Όμως υπάρχει μια δυσκολία. Αν και οι ερευνητές μπορούν να μικρύνουν τα επιμέρους συστατικά των κυκλωμάτων σε επίπεδο νανοκλίμακας, δεν μπορούν να τα συνδέσουν με ένα καλώδιο μαζί χωρίς να υπάρχουν συμβατικές συνδέσεις, οι οποίες είναι εκατοντάδες φορές μεγαλύτερες από τα ίδια συστατικά. Είναι σαν να συνδέεται το πιο πρόσφατο Pentium στον υπολογιστή σας με τεράστιους συνδετήρες (κροκοδειλάκια) και διακόπτες από μολύβδου. "Χάνετε τα περισσότερα πλεονεκτήματα αυτής της νανοδομής", λέει ο Charles Lieber, ένας χημικός από το Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ στη Μασαχουσέτη. Όμως τώρα ο Lieber πιστεύει ότι έχει την απάντηση: μια τεχνική που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να δημιουργήσει νανοκυκλώματα με έτοιμες συνδέσεις για να μην χρειάζονται οι δυσκίνητες συνδέσεις. Τα κυκλώματα των υπολογιστών φτιάχνονται από τρανζίστορ, είναι ένας τύπος διακόπτη που μπορεί να επιτρέπει σε ένα ρεύμα είτε να διαρρέει είτε να σταματά. Ένα τρανζίστορ αποτελείται από ένα ημιαγώγιμο υλικό που κλείνεται (σαν σάντουιτς) ανάμεσα σε δύο φέτες αγώγιμου υλικού. Το μυστικό του Lieber βρίσκεται στο μετασχηματισμό τμημάτων ενός ημιαγωγικού νανοσύρματος από πυρίτιο σε ένωση πυριτίου- νικελίου, που είναι καλός αγωγός.
Περιοχές του νανοσύρματος που δεν καλύπτονται από τη μάσκα μετατρέπονται σε ένωση πυριτίου-νικελίου. Οι επιστήμονες μπορούν ήδη να κάνουν μικροσκοπικά καλώδια πυριτίου πάχους μόνο 10 nm, ή 10.000 φορές παχύτερα από ένα φύλλο χαρτί. Η ομάδα του Lieber κάλυψε ένα από αυτά τα νανοσύρματα με μια προσωρινή μάσκα, που έκρυψε τα εναλλασσόμενα τμήματα. Κατόπιν κάλυψαν το καλώδιο με ατμό νικελίου, ο οποίος μετασχημάτισε τα μη καλυμμένα τμήματα σε ένωση πυριτίου-νικελίου. Η προκύπτουσα δομή ήταν ισοδύναμη με μια σειρά τρανζίστορ, που όλα τους ήταν προσυνδεδεμένα με το αγώγιμο πυριτίου-νικελίου, αναφέρουν οι ερευνητές στο Nature. Ανίχνευση ενός κοιλώματος ή μιας γωνίας ή μιας θέσης Σε αυτή τη φάση η σειρά των τρανζίστορ δεν κάνει και κάτι σπουδαίο ή χρήσιμο. "Αλλά είναι μια σημαντική απόδειξη της αρχής", λέει ο Lieber. Και εξηγεί ότι με την εφαρμογή μιας πιο επιμελημένης μάσκας σε ένα σύνθετο δίκτυο νανοσυρμάτων πυριτίου, μπορεί να είναι δυνατή η κατασκευή σύνθετων κυκλωμάτων. Για να το αποδείξει, ελπίζει να κάνει μια περιπλοκότερη δομή που μπορεί να εκτελέσει σύνθετους υπολογισμούς. "Προσπαθούμε να κάνουμε μια προγραμματισμένη διάταξη, κυριολεκτικά, χιλιάδων τρανζίστορ". Τέτοιες συσκευές είναι απίθανο να ανταγωνιστούν άμεσα τους καθιερωμένους ημιαγωγούς. Όμως, ο Lieber σκέφτεται ότι θα βρουν διατάξεις που θα εκμεταλλεύονται τη μεγάλη τους ευαισθησία. Παραδείγματος χάριν, θα μπορούσε ένα δίκτυο νανοτρανζίστορ να σκανδαλιστεί από το ηλεκτρικό φορτίο που μεταφέρεται από μια απλή πρωτεϊνη, διαμορφώνοντας έτσι ένα ισχυρό σύστημα ανίχνευσης. References: Wu, Y. , Xiang, J., Lu, W., Lieber, C.M. Nature, 61 - 65, 429,. (2004). |Article| |
|||
|
