(Phys.org)—Een onderzoeksteam van Stanford University onder leiding van universitair hoofddocent Subhasish Mitra en onder leiding van professor Philip Wong, heeft een computerchip gedemonstreerd op basis van transistors gemaakt van koolstofnanobuisjes. De demonstratie vond dit jaar plaats op de International Solid-State Circuits Conference in San Francisco.

Transistors hebben natuurlijk is de afgelopen decennia kleiner geworden, omdat ingenieurs proberen meer rekenkracht te verpakken in chips die klein genoeg zijn om op smartphones en andere elektronische apparaten te passen. Er is een grens, Hoewel, hoe klein dergelijke circuits kunnen worden gemaakt met behulp van silicium - het materiaal waarop moderne computers zijn gebouwd. Om die reden, onderzoekers zijn op zoek geweest naar alternatieve materialen die in plaats daarvan kunnen worden gebruikt - materialen die hetzelfde kunnen doen als silicium, maar op een veel kleiner formaat. Transistors van tegenwoordig vallen ongeveer in het bereik van 20 nm - ingenieurs willen dat met de helft verminderen, of beter, maar proberen dit te doen met behulp van silicium zal niet mogelijk zijn vanwege het beperkte aantal atomen in siliciummoleculen.

Om de transistors van de toekomst te creëren, onderzoekers hebben gekeken naar halfgeleidende koolstofnanobuisjes - ze zijn zeer geleidend, kan op een veel kleiner formaat worden gemaakt dan silicium, en kan schakelen met zeer hoge snelheden. Momenteel zit de vertraging in het uitzoeken hoe ze kunnen groeien zonder een hoog foutenpercentage. De beste methoden produceren momenteel nanobuisjes in trossen waarvan tot 30 procent van metaal is in plaats van halfgeleidend - wat natuurlijk onaanvaardbaar is voor gebruik bij het maken van computerchips. Of dat is tenminste het conventionele denken. Door een functionele computerchip te demonstreren op basis van koolstofnanobuisjes, het team van Stanford heeft aangetoond dat het mogelijk is om dergelijke foutenpercentages te omzeilen.

De reden waarom foutenpercentages voor nanobuisjes zo hoog zijn, is vanwege de manier waarop ze tot stand komen - ze zijn gegroeid, zoals kristallen, in plaats van gefabriceerd, en zoals al het andere dat groeit, er zijn onvolkomenheden - dus op dit moment lijkt er geen manier om het probleem te omzeilen. Nog erger, ze groeien niet in mooie vloeiende lijnen - in plaats daarvan hebben ze rondingen en bochten die de neiging hebben om problemen te geven om ze met elkaar te verbinden en toe te voegen aan onregelmatigheden bij het schakelen. Vanwege deze problemen kozen de onderzoekers voor een andere benadering - in plaats van te proberen de nanobuisjes op meer voorspelbare manieren te laten groeien, ze hebben ze zo samengesteld dat ze corrigeren voor de fouten die optreden wanneer ze worden gegroepeerd als een transistor.

Het team gaf geen specifieke details over hoe ze de fouten van de nanobuisjes corrigeerden, maar ze toonden aan dat dit was gedaan door een chip te bouwen die een analoog signaal naar een digitaal signaal kon converteren - het is een veel voorkomende computerfunctie, zoals het omzetten van vingerbewegingen op een smartphone naar signalen die de processor kan begrijpen. Bij de conferentie, het team verbond hun chip met een hand gemaakt van hout, dat bij aanraking, reageerde door handen schudden te simuleren.

Door een op nanobuisjes gebaseerde computerchip te maken, heeft het team aangetoond dat het kan - wat echter nog te bezien is, is of onderzoek in de toekomst zal leiden tot schaalvergroting die het gebruik ervan in echte computers mogelijk maakt.

© 2013 Phys.org