Nanotechnologen bouwen kleinste transistor ooit

De met het blote oog onzichtbare transistor is gebaseerd op revolutionaire materialen en is meer dan tien keer zo klein als de minuscuulste siliciumtransistor. Computerchips zouden er vele malen sneller door kunnen rekenen.

In de niet aflatende drang tot miniaturisatie wordt het tegenwoordig almaar lastiger om de traditionele siliciumtransistor – sinds mensenheugenis de basisbouwsteen van de microchip – nóg verder te verkleinen. De kleinste transistor die momenteel commercieel op de markt is bezit een geleidingskanaal met een breedte tussen de 10 à 20 nanometer. Veel nauwer kan het niet. De theorie stelt immers voorop dat transistors met een kanaal kleiner dan 5 nanometer niet meer naar behoren functioneren: de lekstroom ten gevolge van het kwantumfysische tunneleffect wordt dan immers te groot.

Daarom zijn chipbouwers al een tijdje op zoek naar nieuwe materialen – andere halfgeleiders dan silicium – om transistors mee te bouwen. Amerikaanse vorsers hebben nu een revolutionair kunstmatig materiaal, een ultradun overgangsmetaal genaamd dichalcogenide oftewel TMD, gecombineerd met een koolstofnanobuis om een extreem kleine transistor te bouwen. Ze konden al aantonen dat hun creatie, met een kanaalbreedte van slechts één nanometer, prima werkte.

Volgens de nanotechnologen biedt hun ultrakleine transistor perspectief op nóg kleinere microchips, waardoor de kracht van processors bij gelijke omvang verder kan worden opgedreven. Ook belangrijk is dat de lekstroom in de TMD-transistor meer dan twee grootteordes kleiner blijkt te zijn dan in de kleinste siliciumtransistor. Dat zou betekenen dat bijvoorbeeld een smartphone die draait op de nieuwe transistor veel minder energie zou verbruiken, en dus ook veel minder vaak aan de oplader moet worden gehangen. (sst)

Bron: Moon Kim, University of Texas, Dallas in Science