Erinevus lehekülje "Nanoelektroonika" redaktsioonide vahel

P
resümee puudub
P
Kui mingi objekti mõõte vähendada x korda, siis selle objekti ruumala väheneb x3 korda, kuid objekti pindala vaid x2 korda. Sellel põhimõttel on vältimatud ja tohutud tagajärjed. Näiteks ütleme, et trelli (või ükskõik mis muu masina) võimsus on võrdeline tema ruumalaga ning trelli hammasrataste ja laagrite hõõrdejõud võrdeline tema pindalaga. Normaalmõõdus trelli võimsus on piisav saamaks vabalt üle hõõrdejõust. Aga kui vähendada trelli välismõõtmeid 1000 korda, väheneks trelli ruumala ehk võimsus 1000x1000x1000 korda, kuid trelli pindala ehk hõõrdejõud vaid 1000x1000 korda. Proportsionaalselt oleks sellel trellil 1000 korda vähem võimsust hõõrdejõu kohta kui oli originaalsel trellil. Kui originaalse trelli võimsuse-hõõrdejõu suhe on näiteks 1%, tähendab see seda, et väiksel trellil oleks 10 korda väiksem võimsus kui oleks tema hõõrdejõud. Trell oleks kasutu.
 
Sel põhjusel ei saa nanotehnoloogiat kasutada töötavate mehaaniliste seadmete juures, mille mõõtmeid on vähendatud sedavõrd palju, et seadme hõõrdejõud hakkab ületama seadme võimsust. Samas toimivad nanoskaalas elektroonilised integraallülitused täielikult. Niisiis, kuigi on olemas pildid ja joonised nanomõõdus peentest ränihammasratastes on need tegelikult tehtud rohkem uudishimust ja lootusest, kui reaalsest kasust, näiteks ehitada nanomõõdus [[reduktor]]. Hõõrdumisega suureneb ka pindpinevus, mistõttu tekib väikestel osakestel tendents kokku kleepuda. See teeb arvatavasti igasuguse „mikrotehase“ ebapraktiliseks, sest kui isegi õnnestuks ehitada nanomõõdus [[robotkäsi]], siis ükskõik mis asja see kätte võtab, kipub käe külge kleepuma, mistõttu on suhteliselt võimatu seda maha panna. Eelnevat silmas pidades on molekulaar-evolutsioonmolekulaarevolutsioon jõudnud vesilahuses töötavate nanoskaalas karvakeste, viburite, lihaskiudude ja pöörlevate mootoriteni. Need seadmed kasutavad ära mikro- ja nanoskaalas suurenenud hõõrdejõude. Erinevalt aerust või propellerist, mis sõltuvad normaalsest hõõrdejõust (hõõrdejõud on risti pinnaga), et saavutada tõukejõud, arendavad nanomõõtu karvakesed tõukejõudu liigsest takistusjõust või laminaarsest jõust (hõõrdejõud pinnaga paralleelne). Nende jõududega peab arvetamaarvestama, kui ehitada töötavat nanoskaalal masinat. Oleme silmitsi faktiga, et nanoskaalal töötavad masinad ei saa olema tavaliste masinate mikroskoopilised koopiad, vaid peab välja töötama täiesti uue disaini ja tööpõhimõttega seadmeid. Seetõttu tuleb kõiki mõõtkava muutmise küsimusi hinnata põhjalikult nanoskaala iseärasustest lähtuvalt.
 
==Nanoelektroonika lähenemised==
===Nanoformeerimine===
Siia alla kuuluvad näiteks ühe-elektroni transistorid, mis töötavad nagu tavalised transistorid, kuid teevad sisse-välja lülitusiväljalülitusi vaid ühe [[elektron]]iga. Selle kategooria alla kuuluvad ka nanoelektromehaanilised süsteemid. Nanoformeerimist saab kasutada tootmaks paralleelseid nanojuhtmete massiive, see on alternatiiviks nende ühekaupa sünteesimisele.
 
===Nanomaterjalide elektroonika===
Veel üks võimalus on [[molekulaarelektroonika]]. Molekulaarelektroonika seadmete ehitamise juures on suureks abiks [[molekul]]ide isekorrastumine. Nii saab ehitada molekulaarelektroonika seadmete suuri struktuure või kasvõi korraga terveid süsteeme. See tehnoloogia võib olla väga kasulik ümberkonfigureeruvate [[arvuti]]te juures ning tulevikus võib isegi tänase [[FPGA]] tehnoloogia välja vahetada.
 
Molekulaarelektroonika on uus tehnoloogia, mis on ikka veel lapsekingades, kuid toob lootust, et tulevikus hakkavad olema tõelised aatomskaalas elektroonikasüsteemid. Ühe lootusandvaimalootustandvama kasutusala molekulaarelektroonikale pakkusid välja IMB arendajad Ari Aviram ja teoreetiline keemik Mark Ratner oma 1974. ja 1988. aasta töödes „Molekulid ja mälu“ ning „Loogika ja võimendus“.
See on üks paljudest võimalustest, kuidas molekulaartasandil sünteesida [[diood]]i või transistorittransistori, kasutades selleks vaid [[Orgaaniline keemia|orgaanilist keemiat]]. Pakuti välja süsteem, kus spiraalne süsinikstruktuur annab molekulaarmõõdus dioodile vaheks umbes pool nanomeetrit, mille saab ühendada molekulaarjuhtmega. Teoreetilised arvutused näitasid, et selline disain peaks põhimõtteliselt töötama, järelikult on veel lootust, et selliseid süsteeme saab tulevikus kasutama hakata.
 
===Muud kasutusalad===
Nanoraadioid on arendatud ja ülesehitatud süsinik nanotorudel.
===Arvutid===
Nanoelektroonikat kasutades on võimalik suurendada protsessorite jõudlust võrreldes poosljuhtelektroonikapooljuhtelektroonika kasutamisega. Uuritakse mitmeid võimalusi, sealhulgas uut tüüpi nanolitograafiat ning ka nanomaterjalide kasutamist nagu näiteks nanojuhtmed ja väikesed molekulid traditsiooniliste [[CMOS]] komponentide asemel. [[Väljatransistor]]id on valmistatud nii pooljuht -nanotorusid kui ka heterostruktuurseid pooljuht -nanojuhtmeid kasutades.
 
===Energiatootmine===
129 088

muudatust