براساس گزارش ساینس، این ترانزیستور جدید برخلاف ترانزیستورهای رایج از جنس سیلیکون ساخته نشدهاست و ابعاد کوچک آن نشاندهنده این موضوع است که میتواند عملکرد این ترانزیستورها را با افزایش تعدادزیادی واحد بسیار کوچک در مدار افزایش داد و در عین حال قانون مور را نیز زنده نگه داشت.
براساس قانون مور تعداد ترانزیستورها در یک مدار یکپارچه تقریبا هردوسال دوبرابر میشود، یعنی ترانزیستورها کوچکتر میشوند، و امکان انجام پردازشهای پیچیدهتر و قدرتمندتر فراهم میشود. ترانزیستورها تا به امروز به سرحد پنج نانومتری خود رسیده بودند و دیگر راهی برای کوچکتر ساختن آنها وجود نداشت، اما اکنون به لطف تحقیقات علی جاوهای و همکارانش کوچکترین ترانزیستور جهان ساخته شدهاست.
به گفته جاوهای این ترانزیستور از گیتی یک نانومتری برخوردار است و نشاندهنده این موضوع است که با استفاده از مواد مناسب راههای زیادی برای کوچکسازی تجهزیات الکترونیک ایجاد میشوند. جاوهای و تیمش با استفاده از نانولولههای کربنی و مادهای به نام مولیبدنوم دیسولفید یا MoS2 موفق شدند از مرز پنج نانومتر عبور کنند. این ماده گاه به عنوان روغن موتور مورد استفاده قرار میگیرد.
برای ساخت ترانزیستورهای عادی، سیلیکون به دلیل داشتن کمترین مقاومت الکتریکی مادهای عالی به شمار میرود. در ترانزیستورهای جدید MoS2 از مقاومت الکتریکی بالاتری برخوردار است اما این کند شدن جریان زمانی که ترانزیستور بیش از اندازه کوچک میشود مفید خواهد بود زیرا به کنترل رفتار الکترونها کمک خواهدکرد. یکی از دلایل وجود محدودیت گیتهای پنج نانومتری این بود که زمانی که ترانزیستورهای سیلیکونی از این اندازه کوچکتر میشدند، پدیدهای به نام تونلسازی کوانتومی رخ میداد که در آن الکترونها شروع به جهیدن از روی یک ترانزیستور به ترانزیستور دیگر میکردند و روند انتقال سیگنالها را مختل میساختند.
اما با استفاده از ماده جدیدی که جایگزین سیلیکون شدهاست، میتوان الکترونها و سیگنالها را به راحتی کنترل کرد. محققان در آزمایش ترانزیستور جدید خود که از MoS2 و یک نانولوله کربنی یک نانومتری تشکیل شدهاست، دریافتند ترانزیستور میتواند به شکلی موثر جریان الکترونها را کنترل کند.
یکی از دلایل اهمیت بالای این اختراع،علاوه بر بهبود عملکرد رایانهها، این است که تا پیش از این کسی از این راهحل برای تغییر ساختار ترانزیستورها آگاه نبود. به گفته محققان صنعت ابررساناها برای مدتها براین باور بود که هر گیت ترانزیستوری که زیر پنج نانومتر باشد عمل نخواهدکرد از این رو حتی کسی به ساخت چنین چیزی فکر هم نمیکرد.
با وجود دستیابی به این موفقیت بزرگ،جاوهای و تیمش تاکید دارند تا زمان استفاده از این ترانزیستورهای جدید در سیستمهار رایانهای و گوشیهای موبایل راه درازی در پیش است زیرا اکنون که قابل استفاده بودن این سوئیچهای بسیار کوچک به اثبات رسیدهاست، باید راهی برای تولید انبوه آنها یافته شود. به گفته جاوهای پیش از هرچیز باید راهی برای گنجاندن این ترانزیستورها درون تراشه یافت، کاری که تاکنون کسی آن را انجام ندادهاست.
جاوهای میگوید این موفقیت از آن رو مهم است که نشان میدهد ما دیگر محدود به ترانزیستورهای پنج نانومتری نیستیم و قانون مور به واسطه مهندسی درست مواد نیمههادی و معماری الکترونیکها مهلت بیشتری برای بقا به دست آوردهاست.