晶体管是大多数电子产品(包括所有计算机和收音机)的基本构建模块。纳米晶体管是尺寸以纳米为单位测量的晶体管。例如,直径为 300 纳米(十亿分之一米)的晶体管就是纳米晶体管。晶体管用于切换和放大电子信号。当将数百万和数十亿结合起来时,它们可以用来创建复杂的可编程信息处理器,通常称为计算机。计算和通信公司每年投入数亿美元的研究资金来开发更小的晶体管。
晶体管的小型化一直是小型计算机 50 年来进步的标志。按照摩尔定律的趋势,工程师能够安装在固定尺寸芯片上的晶体管数量每 18 到 24 个月就会增加一倍。因此,整个计算历史由f 几十倍的加倍。然而不幸的是,对于计算行业来说,这种趋势无法永远维持下去——当前晶体管的微小尺寸开始违反物理定律。
男子手持计算机制造更小的纳米晶体管的努力有助于履行摩尔定律,并为客户提供更好、更快的电子产品。传统的光刻技术限制了纳米晶体管的制造尺寸,因此人们正在尝试新的方法,包括使用微生物和缓慢的化学气相沉积来合成晶体管组件。制造纳米晶体管处于纳米技术的最前沿。
2001 年 11 月,贝尔实验室的科学家们利用其晶圆厂在制造更小的纳米晶体管方面迈出了重要的一步。在单个分子的尺度上实现可单独寻址的纳米晶体管。这些设备非常小,大约 1000 万个可以装在一个大头针的头上。为这些晶体管制造微小电极的挑战是通过自组装来解决的——将分子以某种混合物组合在一起,使它们结合在一起并自组装,而无需工程师直接干预。然而不幸的是,这种方法仍处于实验阶段,尚不适合大规模制造。
2008 年 1 月,伊利诺伊大学的科学家们在纳米晶体管的发展中取得了另一个里程碑,他们构建了一个纳米晶体管其活性部件完全由碳纳米管制成的收音机。碳纳米管是极其灵活的材料,在电子领域具有无与伦比的强度和实用性。
由于纳米晶体管非常小,因此当前的理论无法完全描述它们的行为。因此,一直在努力持续开发可应用于纳米尺度的新理论。








