עשרה מיליון טרנזיסטורים בתוך ראש סיכה

חוקרים המציאו רכיב אלקטרוני אורגני, שעשוי ממולקולה אחת

תמרה טראובמן

תצלום: אי-פי
ממציאי הטרנזיסטור החדש, ד”ר ז'נאן באו וד”ר הנדריק שון (משמאל), במעבדתם בניו ג'רסי

ב-1974 המציאו מדענים ממעבדות בל בארצות הברית את הטרנזיסטור
הראשון, שהיה בגודל של כדור פינג פונג. טרנזיסטור הוא רכיב
אלקטרוני היוצר זרמים חשמליים, מגביר אותם ושולט בהם. היום
ידווח צוות מדענים ממעבדות בל על פיתוח טרנזיסטור שעשוי
ממולקולה אחת. “הטרנזיסטור הזה קטן מספיק כדי להכניס כ-10
מיליון טרנזיסטורים כמותו לתוך ראש של סיכה”, אמר ראש צוות
הפיתוח, הפיסיקאי ד”ר יאן הנדריק שון, בראיון טלפוני.

ד”ר גרג טסנג, מומחה בתחום מאוניברסיטת סטנפורד בקליפורניה,
הגדיר את פיתוח “המצאה בלתי רגילה”. סגן נשיא בל, פדריקו
קאפאסו, נשמע נלהב עוד יותר: “זה עשוי להיהפך לאבן פינה של
עידן חדש”, אמר.
הצוות של שון השתמש בנגזרות של מולקולות פחמן, מימן וגופרית.
“את התמיסה יוצקים מעל יריעות של אלקטרודות עשויות מזהב”,
הסביר שון, “והמולקולות מתגבשות בעצמן לכדי טרנזיסטור”.

מדענים צופים כי עד העשור הבא יגיעו טרנזיסטורים מסיליקון,
המהווה את הבסיס למחשבים של היום, לקצה גבול יכולת המזעור
שלהם. לדברי מומחים, טרנזיסטורים שיהיו מבוססים על חומרים
אורגנים יוכלו לפרוץ אל מעבר לגבול המזעור הזה. תיאורטית ניתן
יהיה לשלבם גם בנייר, בגדים וכל משטח אחר. “זה מאפשר לנו לחשוב
על אלקטרוניקה גמישה, דבר שלא ניתן לעשות בסיליקון”, אומר ד”ר
שון.

“אני חושב שתחום הנאנו-אלקטרוניקה מתחיל לאיים להפוך את חוק
מור ללא יותר מהערת שוליים”, אמר ד”ר שון. חוק מור נקרא על שם
אחד ממייסדי אינטל, הפיסיקאי גורדון מור, שניבא כי כמות
האינפורמציה שניתן יהיה לדחוס בסיליקון תכפיל עצמה בערך כל
שנה.

דו”ח על תהליך פיתוח הטרנזיסטור ותכונותיו יתפרסם היום בכתב
העת המדעי.” “Science בפיתוח היו שותפים גם הכימאים ז'נאן באו
והונג מנג, גם הם ממעבדות בל. כל שטרנזיסטור קטן יותר, כך הוא
בדרך כלל מתורגם בסופו של דבר למכשיר מהיר יותר. אינטל,
ויצרניות שבבים אחרות, דוחסות מיליוני טרנזיסטורים על
מיקרו-מעבד כדי להניע מחשבים, אך השיטות המשמשות לבנייתם
יקרות. לדברי שון, הטרנזיסטור המולקולרי זול, וניתן לייצרו
במעבדה רגילה, במקום בחדרים הנקיים המשמשים היום את תעשיית
השבבים.

הטרנזיסטור, שאותו מכנה שון “גבול המזעור האולטימטיווי”, צריך
לעבור כמה שנים נוספות של בדיקות ושיפורים, לפני שיוכלו לשלבו
במוצרים. שון ועמיתיו נדרשים עדיין לפענח איך הוא עובד. “אנחנו
צריכים להבין יותר טוב מה קורה בסקאלות קטנות כאלה”, אומר שון.

תחום פיתוח הרכיבים המבוססים על מולקולות אורגניות מתקדם בקצב
מהיר, ובאחרונה הושגו בו כמה פריצות דרך חשובות, הכוללות פיתוח
קודם של שון ועמיתיו – טרנזיסטור העשוי ממקבץ מולקולות – וכן
הישגם של מדענים מיב”מ, שהודיעו באוגוסט כי יצרו מעגל לוגי
העשוי מסליל מולקולות פחמן.

עם זאת, לא נראה כאילו קיצו של הסיליקון קרוב. “חוקרים השקיעו
בסיליקון יותר מדי בשביל לראות אותו מוחלף על ידי בני-דודו
המולקולרים בזמן הקרוב”, מרגיע ד”ר טסנג.

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~314794449~~~191&SiteName=hayadan