nanoelektronika
nanoelektrònika (gr. nannos – nykštukas + elektronika), elektronikos šaka, kurianti ir gaminanti nanometrinio dydžio įtaisus. Išsivystė iš mikroelektronikos, kuri atsirado 20 a. 6 dešimtmetyje. Mikroelektronikos plėtra lėmė didesnį kompleksinių elektroninių grandynų integracijos laipsnį (didesnį grandyno elementų skaičių ploto vienete), didesnę duomenų apdorojimo spartą, mažesnę elemento suvartojamą galią, didesnį įtaiso patikimumą. Darinio matmenys mažėja, o puslaidininkinės plokštelės matmenys didėja. 1965 puslaidininkių pramonėje vyravo 25 mm silicio plokštelės, o 2007 dvi Europos įmonės (Tronic’s Microsystems Crolles’io mieste, Prancūzijoje, ir Infineon Technologies Dresdene, Vokietijoje) gamino 90 nm metalo‑oksido jungtinių puslaidininkio darinių prietaisus ant 300 mm silicio plokštelių. Mažiausi elemento matmenys sumažėjo nuo 15 μm (limfocitas) iki 100 nm (vidutinio dydžio virusas). Elemento mažėjimas turi ribą, kurią lemia medžiagos sandaros elemento – atomo – dydis. Kol kas nežinoma, ar mažiausi integrinio grandyno elemento matmenys sustos ties vieno atomo, molekulės ar molekulių darinio riba, bet jau dabar žinoma, kad pamatiniai elektronikos funkcionavimo principai neleidžia sumažinti elemento matmenų daugiau kaip iki 10 nanometrų. Tiriama, kaip valdyti kelis krūvininkus nanometriniame darinyje, kai elektros srovę sudaro vienas elektronas. Be to, tokiame nanometriniame darinyje pradeda vyrauti kvantiniai reiškiniai, lemiantys kvantmechaninį darinio veikimo pobūdį. Elementų miniatiūrizaciją riboja nanometrinio darinio paviršiaus ir tūrio santykis. Nanometriniai dariniai gaminami 2 būdais: plačiai naudojamas būdas grindžiamas litografija, ir kitas būdas, kai kompleksiniai dariniai konstruojami sujungiant pavienius atomus ir molekules į molekulinius darinius. Nanoelektronikoje ieškoma netradicinių sprendinių – technologija vadinama radikaliąja. Tokia technologija sukurti produktai visiškai skiriasi nuo įprasto tranzistoriaus. Ji yra hibridinis molekulinės ir puslaidininkinės elektronikos, vienmačių anglies nanovamzdelių (nanogijų) ar moderniosios molekulinės elektronikos darinys. Poslinkis molekulinės elektronikos link buvo padarytas atradus ir išmokus sukurti norimų savybių neorganinius vienmačius anglies nanovamzdelius. Kvantinė kompiuterija – kita nanoelektronikos plėtros kryptis. Kvantinio kompiuterio galimybės daug didesnės už klasikinio kompiuterio. Dar viena nanoelektronikos plėtros kryptis – sukininė elektronika (angl. spintronics), kurioje naudojamasi elektromagnetiniais reiškiniais nanodariniuose. Dalelės magnetinis momentas tiesiog proporcingas jos sukiniui. Išmokus valdyti ne tik dalelės krūvį, bet ir jos sukinį atsiveria naujos nanoelektronikos galimybės.
1197