צוות חוקרים בינלאומי מהולנד, רוסיה ואוסטריה גילה כי מידת הכיסוי של חד-השכבה ואורך התעלות בה קובעים את ניידות המטען בטרנזיסטורים המבוססים על חד-שכבה מתגודדת עצמאית.
טרנזיסטורים מסוג זה (self-assembled monolayer field-effect transistors, SAMFETs) הינם דוגמא עכשווית לפיתוחם של "מיקרו רכיבי-אלקטרוניקה מבוססי-פלסטיק", משמע – רכיבים המבוססים על חומרים אורגניים. בשנה שעברה מחלקת הפיתוח של חברת פיליפס (Philips) הצליחה לבנות טרנזיסטור שכזה באמצעות הטבלת מצע צורן (סיליקון) בתוך תמיסה המכילה פרודות גבישיות המתארגנות באופן עצמאי לכדי מערך סדור, תוך קבלת שכבה מוליכה-למחצה בעובי פרודה יחידה. חד-השכבה של טרנזיסטור זה מורכבת מפרודות הניצבות אנכית.
אולם, בניסיונות קודמים להכנת שכבות כאלו נצפה כי ככל שאורך הטרנזיסטור עולה, שיעור המוליכות פוחת באופן מעריכי (exponentially). במיזם משולב של חברת פיליפס יחד עם שלוש אוניברסיטאות מהולנד, רוסיה ואוסטריה, נתגלה כי הפחתה זו נקבעת בהתאם למידת הכיסוי של חד-השכבה, כיסוי שניתן להסבר מניח את הדעת באמצעות תיאורית חלחול דו-מימדית נפוצה.
ניתן לפשט את התיאוריה הזו באמצעות דימויה לחציית נהר ע"י קפיצה מסלע לסלע – ככל שהסלעים קרובים יותר זה לזה, כך ניתן לקפוץ או אפילו להלך מהר יותר לעבר הגדה הנגדית. כך, ככל שהשכבה מכילה יותר חללים ריקים, המוליכות פוחתת באופן חד. עד היום, התנהגות זו הייתה תחום בלתי-מפוענח ועיכבה את השימוש בטרנזיסטורים מסוג זה עבור יישומים כגון חיישנים ורכיבי-אלקטרוניקה פלסטיים.
הרגישות הקיצונית של טרנזיסטורים מסוג זה תוכל לפתוח צוהר עבור הפיתוח של החיישן הכימי המושלם, מציינים החוקרים. "אם נשוב חזרה לדימוי הנהר, יתרון נוסף של טרנזיסטור זה מתחוור מייד", אומר אחד מהחוקרים. "תאר לעצמך כי יש בדיוק את הכמות המדויקת של סלעים שמאפשרת לך לחצות את הנהר. כאשר תרחיק סלע אחד בלבד, ההשפעה תהיה משמעותית – לא ניתן יהיה לחצות עוד את הנהר באותו המסלול. "כך שניתן יהיה להשתמש בטרנזיסטורים שכאלו ליצירת חיישנים שיוכלו לתת אות חשמלי עוצמתי שנגרם בעקבות שינוי קטן ביותר", מסביר החוקר.
כיום, טרנזיסטורים מסוג זה (SAMFETs) אינם נפוצים מאחר ויש חלופות שתהליך הכנתן מבוסס יותר. אולם, תהליך ההכנה של טרנזיסטורים אלו פשוט וחסכוני ביותר. לשם הכנת הטרנזיסטור נדרשת שכבה יחידה בלבד של פרודות שפשוט מוטבלת בתוך תמיסה כימית. אותה התמיסה יכולה לשמש עבור חומרים רבים, פעם אחר פעם, מאחר והתוצר הסופי משתמש רק בחלק מזערי מכמות הפרודות – נדרשת שכבה אחת בלבד. עובדה זו הופכת את הייצור התעשייתי העתידי של רכיבי-אלקטרוניקה שכאלו ליעיל, פשוט וחסכוני.
