ساخت چیپ میکروالکترونیکی توسط محققین بدون استفاده از نیمه هادی ها

تا همین چند دهه پیش کامپیوترها از لامپ خلاء ساخته شده و اندازه ی آنها یک اتاق کامل را اشغال می کرد، آن هم در حالی که قدرت پردازششان به مراتب از تلفن های هوشمند امروزی کمتر بود.

حالا دانشمندان UC San Diego کامپیوتر مشابهی ساخته اند که بر خلاف محصولات امروزی در ساختش از ترانزیستورهای نیمه رسانا استفاده نشده است و به جای آن، مثل لامپ خلاء الکترون های آزاد را مورد استفاده قرار می دهد.

ساخت این کامپیوتر لیزری میکروالکترونیکی و تحقیق روی آن البته تنها در حوزه ی رایانه ها سودمند نیست و برای مثال می تواند به تولید پنل های خورشیدی، با قابلیت انتقال نیروی بسیار بیشتر منجر گردد.

در مورد مزیت های نیمه رساناهای ساخته شده از سیلیکون و مواد دیگر نیز تردیدی وجود ندارد، کما اینکه به لطف همین مواد امروز می توانیم میلیاردها ترانزیستور را در چند سانتیمتر فضا جای دهیم.

اما مسئله اینجاست که سرعت الکترون ها در این روش به میزان مقاومت مواد نیمه رسانای مورد استفاده در ساخت ترانزیستورها بستگی دارد. علاوه بر این در نیمه رساناها وضعیتی موسوم به گاف باند یا نوار ممنوعه وجود دارد که لازم است با صرف انرژی الکترون ها را از آن آزاد نمایید.

لامپ های خلاء چنین مشکلاتی را ندارند، چرا که الکترون های آزاد را برای انتقال جریان بین دو نقطه مورد استفاده قرار می دهند. اما مشکل دیگری که در این میان وجود دارد این است که چگونه الکترون های آزاد را تا اندازه نانو کوچک کنیم تا برای ساخت قطعات الکترونیکی کوچک کاربرد داشته باشند.

علاوه بر این، به جریان انداختن الکترون ها، جریان فشار قوی برق بالای 100 ولت، دمای بالا یا لیزرهای قدرتمند انجام می گیرد که تعبیه کردن آنها در ابزارهای الکترونیکی دشوار خواهد بود.

محققین دانشگاه سن دیگو برای حل این معضلات، ساختارهایی قارچ مانند از طلا ساخته اند که رشته هایی طلایی آنها را به یکدیگر متصل می کند. با این روش، جریان برق ضعیفی در حد 10 ولت به همراه یک لیزر نه چندان قدرتمند، برای به حرکت درآوردن الکترون ها کافی خواهد بود.

در حال حاضر، این ساختار تنها ایجاد شده تا نشان دهد ایده ی محققین در دنیای واقعی قابل انجام است، اما پیش از مورد استفاده قرار دادن آن در تولید ابزارهای الکترونیکی لازم است بررسی های بیشتری انجام گیرد تا جزئیات بیشتر و محدودیت های این روش مشخص گردند.

در پایان لازم است اشاره کنیم سرمایه گذاری برای انجام این تحقیقات توسط DARPA انجام شده است، در نتیجه پیشبینی می شود این روش گذشته از تمام استفاده های محتمل، در صنایع نظامی نیز کاربرد داشته باشد.