نانوسوئیچ‌ها ابزار الکترونیک را کوچک‌تر می‌کنند

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، شما حتما یک دستگاه میکروالکترومکانیکی دارید- البته ده‌ها نمونه از آن را در دنیای امروزی دارید. این دستگاه‌ها دنیای مدرن امروزی را قبضه کرده‌اند. آن‌ها در گوشی‌های هوشمند، میکروفن‌های لپ‌تاپ‌ها و میکروآینه‌ها در پروژکتور‌های دیجیتال یافت می‌شوند.

معمولا این دستگاه‌ها در سایز بسیار کوچک میکرو هستند، ولی کمتر استانداردند. با این حال دانشمندان و مهندسان قصد دارند که آن‌ها را در مقیاس نانو تولید کنند و اگر محقق شود، این ماشین‌های بسیار ریز می‌توانند به عنوان سوئیچ‌های ساده در ابزار‌های منطقی و ذخیره‌سازی کار کنند و در آینده دستگاه‌های پردازش اطلاعات را قوی‌تر و کارآمدتر کنند.

این میکروماشین‌ها به طور کلی روی تراشه‌های سیلیکونی حک می‌شوند، اما به دلیل اینکه روز به روز به سمت کوچک‌تر شدن پیش می‌روند، سوئیچ‌های سیلیکونی کارآمدی خود را به تدریج از دست می‌دهند، زیرا زمانی که خاموش هستند، جریان برق از آن‌ها نشت می‌کند.

گزینه بهتر این است که یک سوئیچ گرافنی در مقیاس نانو ساخته شود و روی تراشه‌های سیلیکونی معمولی تعبیه شود در این صورت حتی در هنگام خاموش شدن نیز جریان از آن‌ها عبور نخواهد کرد.

محققان موسسه علوم و فناوری ژاپن بر همین اساس ابزار‌های نانوالکترومکانیک مبتنی بر گرافنی طراحی کرده‌اند که می‌تواند به عنوان سوئیچ و حتی دروازه‌های منطقی عمل کند. آن‌ها برای این کار، روی یک تراشه سیلیکنی را با گرافن نانوکریستال پوشاندند تا از این طریق سریع‌تر به سطح می‌چسبد. سپس روی آن را با لایه‌ای هیدروژنی پوشاندند که همانند یک مقاومت عمل می‌کند و به اشکال مختلفی درمی‌آید. در نهایت نیز روی آن را با لایه‌ای از گرافن پوشاندند.

 

اختلاف پتانسیل میان این لایه‌ها نیرویی را ایجاد کرد که نوار گرافنی را به سطح تراشه می‌چسباند. زمانی که این نوار در سطح بسیار کمی با سیلیکون تماس پیدا کرد، یک مدار الکتریکی به وجود آورد که برای ذخیره‌سازی اطلاعات و همچنین ایجاد مدار منطقی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

محققان معتقدند که با کمک این ابداع جدید به راحتی می‌توانند در آینده‌ای نزدیک ابزار‌هایی مثل گوشی هوشمند را در ابعاد بسیار کوچک درست کنند.