Το μικρότερο τρανζίστορ του κόσμου «διατηρεί ζωντανό τον νόμο του Μουρ»

Η δημιουργία ενός πειραματικού τρανζίστορ του οποίου τα εξαρτήματα είναι πιο μικρά από το θεωρητικό «όριο» μεγέθους υπόσχεται να παρατείνει για αρκετά ακόμα χρόνια την εκθετική αύξηση ισχύος στους υπολογιστές, υποστηρίζουν αμερικανοί ερευνητές παρουσιάζοντας τη δημιουργία τους στο περιοδικό Science.

Το νέο τρανζίστορ -ουσιαστικά ένας μικροσκοπικός διακόπτης ηλεκτρικού ρεύματος- βασίζεται σε μια πύλη μήκους μόλις ενός νανόμετρου, 20 φορές μικρότερη από τις πύλες που χρησιμοποιούνται στη σημερινή γενιά επεξεργαστών.

Όπως προέβλεψε τη δεκαετία του 1980 ο συνιδρυτής της Intel Γκόρντον Μουρ, η πυκνότητα των τρανζίστορ στα ολοκληρωμένα κυκλώματα διπλασιάζεται κάθε περίπου δύο χρόνια, επιτρέποντας την ανάπτυξη όλο και πιο γρήγορων υπολογιστών.

Η βιομηχανία ημιαγωγών γνωρίζει όμως ότι ο λεγόμενος Νόμος του Μουρ δεν θα ισχύει για πολύ ακόμα, αφού τα εξαρτήματα των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων πλησιάζουν το θεωρητικό όριο μικρότερου μεγέθους: αν σμικρυνθούν πέρα από αυτό το όριο χάνουν την ικανότητα να ελέγχουν τη ροή ηλεκτρονίων λόγω κβαντικών φαινομένων.

Τα περισσότερα τρανζίστορ περιλαμβάνουν τρεις ακροδέκτες: την πηγή, τον απαγωγό και την πύλη. Η πύλη, η οποία ανοίγει η κλείνει ανάλογα με την τάση που δέχεται, ελέγχει τη ροή ρεύματος από την πηγή προς τον απαγωγό.

«Η βιομηχανία ημιαγωγών υπέθετε εδώ και καιρό ότι θα ήταν αδύνατο να λειτουργήσει μια πύλη με μήκος μικρότερο από 5 νανόμετρα» αναφέρει ο Σούτζεϊ Ντέσαϊ του αμερικανικού Εθνικού Εργαστηρίου «Λόρενς Μπέρκλεϊ», πρώτος συγγραφέας της δημοσίευσης στο Science.

Κλειδί για την ανάπτυξη του μικρότερου τρανζίστορ του κόσμου ήταν η χρήση νανοσωλήνων άνθρακα για την κατασκευή της πύλης. Επιπλέον, η πηγή και ο απαγωγός συνδέονται μεταξύ τους μέσω ενός καναλιού που αποτελείται όχι από πυρίτιο όπως συνήθως αλλά από δισουλφίδιο του μολυβδαινίου -υλικού που χρησιμοποιείται ευρέως σε λιπαντικά κινητήρων, αλλά έχει το δυναμικό να αξιοποιηθεί και σε άλλες εφαρμογές όπως τα ολοκληρωμένα κυκλώματα, τα LED και τα φωτοβολταϊκά πάνελ.

«Δείξαμε ότι, με την κατάλληλη επιλογή υλικών, υπάρχει ακόμα μεγάλο περιθώριο σμίκρυνσης των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων» δήλωσε ο Άλι Τζάβει του Εθνικού Εργαστηρίου «Λόρενς Μπέρκλεϊ», επικεφαλής της μελέτης.

Επισήμανε πάντως ότι οι συμβατικές μέθοδοι παραγωγής της βιομηχανίας ημιαγωγών δεν επαρκούν για την παραγωγή τέτοιων τρανζίστορ.

Αν τα πρακτικά και τεχνικά προβλήματα επιλυθούν τα επόμενα χρόνια, ο Νόμος του Μουρ θα μπορούσε να διατηρηθεί ζωντανός, τουλάχιστον για λίγο ακόμα.

Βαγγέλης Πρατικάκης