Nanoelektroonika: erinevus redaktsioonide vahel

[[Pilt:VIA Isaiah Architecture die plot.jpg|pisi|300px|[[CPU]] arhitektuur]]

'''Nanoelektroonika''' on üks [[nanotehnoloogia]] alaliik, mis hõlmab nanotehnoloogia kasutamist [[Elektroonikakomponentide loend|elektroonikakomponentides]], eelkõige [[transistor]]itesides. Kuigi nanotehnoloogiaks loetaksepeetakse tehnoloogiaid, kus käsitletakse väiksemaid osakesi kui 100 nm, ei kuulu tänapäevasedtänapäeva transistorid nanoelektroonika alla, vaatamata sellele, et neid toodetakse nii 45 nm, 32 nm kui ka 22 nm tehnoloogiaid kasutades. Nanoelektroonika viitab hoopis transistoriteletransistoridele, mis on nii väikesed, et nende aatomite vahelisiaatomitevahelisi [[Interaktsioon|vastastikmõjusid]] ja [[Kvantmehaanika|kvantmehaanilisi]] omadusi tuleb mõista teisiti kui harjumuspäraselt.

Vahel käsitletakse nananoelektroonikat murrangulise tehnoloogiana, kuna nanoelektrilised transistorid on märkimisväärselt paremad traditsioonilistest transistoritesttransistoridest. Mõned näited nanoelektroonikast: hübriidmolekulaarelektroonika, pooljuhtelektroonika ning ühemõõtmelised [[Süsiniknanotoru|nanotorud]] ja [[nanotraat|nanotraadid]].

1965. aastal märkas [[Gordon Moore]], et aja jooksul tehakse üha väiksemaid ränipõhiseid transistoreidtransistore ning nende suuruse kahanemine leiab aset kindlas tempos. Seda tähelepanekut hakati hiljem nimetama [[Moore'i seadus]]eks. Moore’i avastusest saati kuni aastani 2011 on transistori väikseim suurus kahanenud 10 mikromeetrist kuni 22 nanomeetrini. Nanoelektroonika lubab sellel seadusel jätkuda, kasutades uusi tehnoloogiaid ja materjale, et ehitada nanoskaalas suurusest sõltumatute omadustega transistoreidtransistore.

Kui mingi objekti mõõte vähendada x korda, siis selle objekti ruumala väheneb x3x³ korda, kuid objekti pindala vaid x2x² 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 1000x1000x10001000 x 1000 x 1000 korda, kuid trelli pindala ehk hõõrdejõud vaid 1000x10001000 x 1000 korda. Proportsionaalselt oleks sellel trellil 1000 korda vähem võimsust hõõrdejõu kohta kui oli originaalselalgsel trellil. Kui originaalsealgse 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 ränihammasratastesränihammasratastest, 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“"mikrotehase" ebapraktiliseks, sest kui isegi õnnestuks ehitada nanomõõdus [[robotkäsi]], siis ükskõik mis asja see kätte võtab, kipub see käe külge kleepuma, mistõttu on suhteliselt võimatu seda maha panna. Eelnevat silmas pidades on molekulaarevolutsioon 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 arvestama, 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.