С квантовой механикой не поспоришь – именно её эффекты делают невозможным работу транзисторов размерами менее 5 нанометров. Для оценки масштаба возьмём человеческий волос – его толщина превышает 50 тысяч нм...
Отечественное производство электроники позволяет производить монтаж электронных плат с транзисторами на кристаллах величиной 20 нанометров, что в 4 раза превышает теоретически работоспособный предел. Функционирование устройства обеспечивается тремя электродами. Два из них – исток и сток создают канал, по которому течёт электроток, а третий, затвор, управляет каналом, включая и выключая транзистор. Размер самого транзистора в значительной степени определяется величиной этого третьего электрода.
Учёным из Национальной лаборатории Лоуренса (LBNL) в американском городе Беркли удалось создать опытный образец транзистора с затвором размером всего 1 нанометр. Материалом для его создания послужили инновационные углеродные нанотрубки и дисульфид молибдена. Последний является полупроводником, используемым в светодиодах, лазерах, элементах солнечных батарей и, естественно, транзисторах. Дело в том, что диаметр полых углеродных трубок составляет как раз нанометр. Исследователям удалось разместить в такой трубке затвор, обеспечивающий устойчивое управление самым маленьким в мире транзистором. Изготовив и испытав несколько опытных образцов, они пришли к выводу, что смогут создать работоспособное устройство размером около 5 нм.
Прикладное значение данной разработки чрезвычайно велико. Объёмный монтаж печатных плат на миниатюрных элементах позволит создавать электронные устройства высокой производительности при минимальном размере. Сборка электронных блоков с использованием поверхностного монтажа электронных плат позволить разместить в одном объёме большее их количество. В конечном итоге заводы по производству электроники смогут выпускать более производительную продукцию меньшего размера, что особенно важно для военной и космической отрасли.