|
"Pedagogical akmeology" international scientific-metodical journal 1(1)2022Bog'liq PА#2.2022 158-164"Pedagogical akmeology" international scientific-metodical journal 1(1)2022
160
2
1
)
(
~
0
t
n
N
bilan fluktuatsiyalanadi. Kasriy
shovqin quvvatining absolyut qiymati signal
quvvatining oshishi bilan oshadi, ammo nisbiy
quvvat pasayadi. Shu sababli mikrodunyoda
zaryadni kvantlashdan foydalanilmaydi, chunki
katta tokda nisbiy fluktuatsiyalar juda kichik. Agar
signalni zaryad paketidagi elektronlar soni bilan
tasvirlasak, t vaqt ichida tok orqali yetkaziladigan
informatsiya miqdori shovqinni e’tiborga olgan
holda
2
1
)
(
1
log
)
1
(
log
0
2
2
t
n
N
N
+
=
+
ni tashkil etadi.
Demak, nanotranzistor-bu kvanto mexanik
qurilma.
Ammo
u
faqat
kvantomexanik
informatsiya bilan ishlashi shart emas. Isbot
qilinganki, nanotranzistorlar bazisida oddiy klassik
mantiq elementlarini joylashtirish mumkin. Bundan
tashqari, zamonaviy nanoelektronikaning asosiy
vazifasi klassik mantiq nanometrli qurilmalarni
yaratish texnologiyasidir. Dunyoning katta ilmiy
markazlarida bu vazifani yechish uchun ko‘plab
miqdordagi moliyaviy resurslar tashlangan.
Hozirgi kunda mikroelektron qurilmalarni
ishlab chiqarishda tajriba sifatida o‘lchamlari 20-30
nm bo‘lgan tranzistorlar ishlab chiqarilmoqda. Bu
o‘lchamdagi
tranzistorlar
oddiy
elektron
signallarda ishlamoqda, ammo o‘lchamlar yana
kichraytirilganda
yuqorida
aytib
o‘tilgan
muammolar tez ko‘payadi. Mezostruktura deb
ataluvchi 30 nmdan 5 nmgacha bo‘lgan sohani
klassik
qattiq
jism
elektronikasidan
kvant
elektronikasiga o‘tish sohasi deb atash mumkin.
Mur qonuniga asosan mezoelektronika sohasini
to‘la qamrashga taxminan
10 yildan keyin
erishiladi. Shunday qilib mezotranzistorlar-oddiy
tranzistorlar faoliyatining oxirgi bosqichi bo‘lib,
undan keyin nanotranzistorlar avlodi keladi.
Oddiy mikroelektronikada tranzistor effektni
hosil qilish uchun yarim o‘tkazgich zarur. Nega?
Chunki yarim o‘tkazgich o‘tkazuvchanlikka
javobgar zaryadlangan zarrachalarning boshqarish
imkoniyatini yaratuvchi muhit hosil qila oladi.
Dielektrlar tokni umuman o‘tkazmaydi. Ular faqat
tok o‘tkazadigan qismlar orasida izolyatsiya hosil
qilish
uchungina
kerak.
Metallarda
erkin
zaryadlangan zarrachalarning kontsentratsiyasi
shunchalik kattaki, izolyatsiya orqali qo‘yilgan
tashqi elektr maydon metall ichiga deyarli
kirmaydi. Ammo shu metalning o‘zidan bir necha
atom miqdorida olsak, bunday nanoklasterning
elektron
xususiyatlari
yarim
o‘tkazgich
xususiyatlarini eslatadi. Bu nanoo‘lchamdagi
tranzistorlarni metall atomlari oksidlari asosida
yaratish imkoniyatini yaratadi.
Bu yerda nanostrukturalarning qay darajada
mustahkamligi
va
ular
tayyorlanish
texnologiyalarning muammolari birinchi o‘ringa
chiqadi. Ma’lum bo‘ladi-ki, kengligi bir necha
atomlardangina iborat qatlamning yashash vaqti
normal foydalanish sharoitlarida juda qisqa. Bu
yaxshi mahkamlanmagan atomlar nanostrukturalar
bo‘ylab ko‘chishi yoki asos bo‘ylab yanada
qattiqroq bo‘g‘lanishni qidirish bilan bog‘liq.
Bunga
konstruktsiyaning
qizishi
va
elektromigratsiya sabab bo‘ladi.
Aniqlandi-ki, ba’zi klaster konfiguratsiyalar
yuqori mustahkamlikka ega bo‘lib, undagi barcha
tashqi atomlar mustahkam ushlanib turiladi.
Bunday klasterlar sehrli, ular atomidagi sonlar
sehrli sonlar deb ataladi. Masalan, ishqoriy metallar
uchun sehrli sonlar -8, 20, 40, nodir metallar
atomlari uchun -13, 55, 137, 255. C
60
va C
70
fullerenlar ham sehrli. Uglerod nanotranzistorlar
ham sehrli hisoblanadi. Bu holat oldindan maxsus
reaktorlarda
sehrli
nanostrukturalarni
ishlab
chiqarish texnologiyasini yaratish va ulardan
nanotranzistorlar
yig‘ishda
foydalanish
mumkinligini ko‘rsatadi.
Kimyoviy usulda sintezlash mumkin bo‘lgan
molekulalarda ham tranzistor effekt kuzatiladi.
Yana bir yangilik-molekulyar biologiya
strukturalarini: DNK molekulasini oqsil va
biologlarni
qo‘llash. Genetik texnologiyalar
asosida nanotranzistorlarni
yig‘ish amaliyoti
muhokama qilinmoqda. Masalan, Amerikaning
Scripps Research Institute da alohida DNK
molekulasini oktaedr ko‘rinishida diametri 22 nm
olinishiga muvaffaq bo‘lingan. Uning ichki sohasi
diametri 14nm bo‘lgan sferani sig‘dira oladi.
Olimlarning maqsadlaridan biri – uch o‘lchovli
DNK strukturalardan uch o‘lchovli murakkab
mantiqiy zanjirlarni yig‘ishda foydalanish.
Masalan, 2004- yilda Northwestern University
da tilla va ferromagnetiklar (temir oksidi)
klasterlarini DNK molekulasi bilan birlashtirishga
erishilgan. Bu esa DNK reaksiyalari natijasida tilla
klasterlari kerakli ketma-ketlikda ferromagnit
klasterlar bilan almashadigan klaster zanjirlarni
olish imkoniyatini tug‘dirdi.
Bir qator fransuz tadqiqotchilaridan iborat
guruh nanotexnologiyalar yordamida metiy-ion
batareyalar uchun o‘ta kichik o‘lchamlarga ega
elektrodlar
ishlab
chiqdi.
Ular
asosidagi
akkumulyatorlar
oddiy
akkumulyatorlarga
qaraganda ko‘proq energiya miqdorini saqlay oladi.
Odatiy akkumulyatorlar elektrodlarida ion va
elektronlar, agar u yupqa qatlam qilib surilgan
taqdirdagina harakatlana oladi. Ammo bunda aktiv
material miqdori kamayadi va demak batareyaning
sig‘imi ham kamayadi. Katta sig‘imli qurilmalarda
|
| |
