نانو ذرات در تولید قطعات الکترونیکی (ترانزیستورهای نانو_ رگولاتور های نانو )مهندسی میکرو _ نانو الکترونیک
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته : با استفاده نانو ذرات در شرایط خاص می‌توان قطعات الکترونیکی تولید کرد. این روش برای تولید حافظه و مدارهایی با ابعاد کوچک نیز مناسب است.
نانوذرات رایج‌ترین عناصر در علم و فناوری نانو بوده و خواص جالب‌توجه آنها باعث گردیده است کاربردهای بسیار متنوعی در صنایع شیمیایی، پزشکی و دارویی ، الکترونیک و کشاورزی داشته باشند. با توجه به ترکیب شیمیایی، این ذرات به انواع فلزی، سرامیکی، پلیمری و نیمه‌هادی تقسیم می‌شوند.
نانو ذرات در تولید قطعات الکترونیکی نانو
اتصالات مولکولی که معمولاً با چسبیدن مولکول‌ها به الکترودهای فلزی به وجود می‌آیند، قادراند ابعاد ادوات مولکولی را کاهش دهند. این اتصالات پتانسیل بالایی دارند تا رفتار و عملکردی مشابه قطعات الکترونیکی رایج داشته باشند.
این ادوات مولکولی می‌توانند جایگزین یا مکمل مناسبی برای فناوری‌های رایج باشند و قابلیت‌های تازه‌ای در این فناوری‌ها ایجاد کنند.
با تنظیم نسبت نانوذرات طلا به مولکول و همچنین نوع مولکول‌های موجود در شبکه، محققان یک روش خودآرایی مستقیم ارائه کردند که می‌توان با استفاده از آن هدایت الکتریکی را تنظیم کرد.
از این روش ارزان مبتنی بر محلول می‌توان برای طراحی مدارهای الکترونیکی مولکولی استفاده کرد؛ مدارهایی که مورفولوژی شبکه‌ای متفاوت دارد. تصاویر گرفته شده از شبکه کلوئیدی طلا با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی نشان می‌دهد که تعداد مولکول‌ها برای ایجاد بسته شبکه‌ای مناسب اهمیت زیادی دارد؛ چرا که باید مدارهای الکترونیکی مولکولی به خوبی به هم متصل شده باشند.
(ترانزیستورهای نانو_ رگولاتور های نانو )
ترانزیستور های نانو MOSFET) و Double Gate MOSFET (DG MOSFET) مورد شبیه سازی با ساختار DGMOSFET دارای Ioff کمتری نسبت به ساختار SOI میباشد . نسبت Ion/Ioff در ساختار DG بالاتر از ساختار SOI میباشد . اثر کاهش سد پتانسیل القا شده از درین (DIBL) در SOI MOSFET شدیدتر از DG MOSFET ساختاراست . DG` دارای قابلیت حرکت بالاتری نسبت به ساختار SOI میباشد.ترانزیستورهای MOS در مقیاس نانو برای استفاده در کامپیوترهای با مدار مجتمع الکترونیکی بسیار فشرده مورد استفاده قرار میگیرد . به منظور کوچک سازی بیشتر اجزای مدار به مقیاس نانو، شاید حتی مقیاس مولکولی، محققان چندین جایگزین برای ترانزیستور در مدار فوق فشرده، پیشنهاد داده‌اند.
این وسایل الکترونیک نانومقیاس شبیه ترانزیستورهای حال حاضر، هم به عنوان سوئیچ و هم به عنوان تقویت کننده عمل می‌کنند. اما، بر خلاف ترانزیستورهای اثر میدانی امروزی، که بر اساس حرکت توده الکترون در ماده حجیم عمل می‌کند، وسیله جدید، از پدیده‌های مکانیک کوانتومی سود می‌برد که در مقیاس نانو اتفاق می‌افتد.
در ابتدا ترانزیستورهای معمول و محدودیت‌های آن و مشکلات کوچکترسازی آنها مطرح می‌شود و برای حل این مشکل ترانزیستورهای حالت جامد که از اثرات کوانتومی در مقیاس نانو بهره می‌گیرند، و از این میان، نمونه ترانزیستور تونل زنی رزونانسی مورد استفاده قرار میگیرد.
کامپیوترهای الکترونیکی، خیلی قدرتمندتر از گذشته شده و ترانزیستورها به تدریج کوچکتر گردیده‌اند. به هر حال، کاهش در اندازه ترانزیستورهای اثر میدانی حال حاضر، در زمانی نه چندان دور به علت اثرات مکانیک کوانتومی و محدودیت تکنیک‌های ساخت، غیر ممکن خواهد بود. در سال‌های آینده همین که تولید انبوه ترانزیستور از اندازه فعلی شان تا زیر 100 نانومتر کاهش می‌یابد، ساخت وسیله مشکل و گران می شود. به علاوه، دیگر نمی توانند به صورت مدار مجتمع فوق فشرده، به خوبی عمل کنند.
برای غلبه بر این مشکل، اساسا دو کلاس اصلی از سوییچ های نانوالکترونیک مطرح هستند که به عنوان تقویت کننده نیز به کار می روند.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)