نانو ترانزیستور چیست (Nano transistor) نانو فناوری الکترونیکی و بیولوژیکی (ساختار ، ساختمان داخلی) دکترای نانو _ میکرو الکترونیک
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته : ترانزیســتور ها اصلی ترین قطعات الکترونیکی هســتند که به عنوان تقویت کننــده در مدارات آنالــوگ و یا ســوئیچ الکترونیکــی در مدارات دیجیتال به کاربرده میشوند. و پیشرفت آنها کلید اصلی نانو الکترونیک در زمینه تولید و انحصار (نانو چیپ ها) چه در زمینه پیشرفت صنایع نظامی و بیولوژیکی میباشد .
ترانزیستورها و فناوری ساخت مدارات مجتمع بــه متداولترین بر پایــه آنها یعنی CMOSفناوری در صنعت میکرو و نانو الکترونیک تبدیل گشــته اند. این صنعت و فناوری ساخت مدارات مجتمع، این مزیت نانو الکترونیک در کاهش اندازه ترانزیستورها و تعداد ترانزیستورهایی که در هر تراشــه به کار میرود، دو برابر میشود. کوچک شــدن ابعاد ترانزیســتورها، افزایش سرعت و کاهش تلفات تــوان را در پی دارد.ترانزیســتور های اثر میدانی مبتنی بر نانو لوله و ترانزیســتور های اثر میدانی مبتنی بر کربنی ،نامزد های بسیار جدی برای جایگزینی گرافن و ترانزیستورهای متداول سیلیکونی هستند.
ساختمان داخلی و ترانزیستورهای اثر میدانی بر پایه نانو لوله کربنی
ســاختار ساده ابتدایی که دردو اتصال فلزی نقش ســورس و درین و نانولوله کربنی نقش کانال ترانزیســتور را ایفا کرده که توســط یک الیه اکسید از بســتر سیلیکونی با تراکم ناخالص بالا جدا میشــود. در این قطعۀ الکترونیکی، بستر سیلیکونی نقش گیت را دارد .که در این ســاختار به آن گیت پشــتی گفته میشود. سپس ترانزیســتور با گیت بالایی نیز که برای کاربــرد در مدارات مجتمع مناســب بودند، با اضافه شدن یک گیت فوقانی که توسط لایه نازک اکسید از کانال نانو لوله جدا میشود، ترانزیستور ها همانند ترانزیستور های مبتنی بر نانو لوله کربنی هستند .بــا این تفاوت که در کانــال آن به جای نانو لوله کربنی از گرافن استفاده شده است. خواص بینظیر گرافن مانند موبیلیتی الکترونی و هدایت حرارتی باال، مقاومت در برابر شکست، مناســب باعث جذب نور پایین و شــکاف باند میشود که امکان ســاخت قطعات الکترونیک با ســرعت بالا در مدارات الکترونیک انعطاف پذیر و شــفاف با اســتفاده از این نانو ماده میسر شود. ترانزیســتور های گرافنی نیز ازنظــر ســاختار، میتوانند انواع گیت پشــتی و ترکیبی )بالایی و پایینی( را داشــته باشــند . گیت های ترکیبی (Not ؛ or ؛ And ؛ Nand) در ساخت نانو چیپ ها به وسیله نانو ترانزیستورها میباشد.
اثر نانو ترانزیستورهای بر پایه نانو لوله کربنی و گرافن در پیشرفت صنایع نظامی و بیولوژیکی
در صنایع نانو الکترونک نظامی اصولا ۲ رویکرد بسیار مهم میباشد:
_افزایش قابلیت ها
_کاهش حجم و اندازه سازه های (نانو چیپ ها ) نانو الکترونیکی
طراحی، ساخت، توسعه و استفاده از محصولاتی که اندازه آن ها دربازه nm 1تا nm 100 قرار دارند را نانو الکترونیک گویند. درحقیقت اینجا صحبت از ریز شدن است که این کار تماس بیشتر، فعالیت بیشتر و افزایش مساحت را ممکن می سازد. نانو یک مقیاس جدید در فناوری ها و یک رویکرد جدید در تمام رشته ها است و این توانایی را به بشر می دهد تا دخالت خود را در ساختار مواد گسترش دهد و در ابعاد بسیار ریز به طراحی و ساخت دست بزند و در تمام فن آوری هایی که بشر در حال حاضر به آن دست یافته، اثر بگذارد. و این روند در تولید نانو فناوری الکترونیکی و بیولوژیکی مورد توجه قرار گرفته است . نانو چیپ های کاشتنی در بدن و صنایع نظامی در گرو پیشرفت در زمینه نانو ترانزیستور های لوله کربنی و گرافنی میباشد.
نتیجه گیری :
ترانزیســتور ها اصلی ترین قطعات الکترونیکی هســتند که به عنوان تقویت کننــده در مدارات آنالــوگ و یا ســوئیچ الکترونیکــی در مدارات دیجیتال به کاربرده میشوند. و پیشرفت آنها کلید اصلی نانو الکترونیک در زمینه تولید و انحصار (نانو چیپ ها) چه در زمینه پیشرفت صنایع نظامی و بیولوژیکی میباشد .
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک