Sentiamo continuamente parlare della riduzione del processo produttivo e dei problemi ad essa connessi. Ad ogni step si scoprono nuove problematiche che devono essere risolte con nuove tecniche, da quelle litografiche a quelle di deposito dei materiali. E ad ogni step, ormai da diversi anni, si afferma che al silicio non rimane poi molta vita. Ad ogni modo oggi stiamo utilizzando ancora le stesse tecnologie di base di decine di anni fa.

Il transistor, anche se evoluto nel suo processo di produzione, resta ancora un dispositivo elettronico ove due conduttori sono separati da un gap di semiconduttore il quale funziona da isolante quando il transistor è spento (non c'è flusso di corrente) e da conduttore quando il transistor è acceso (esiste un flusso di corrente). L'avanzamento del processo produttivo ha reso il gap fra i due conduttori sempre più piccolo permettendo di integrare un numero di transistor maggiore nella stessa area.

I problemi da affrontare ad ogni iterazione, però, sono sempre più evidenti tanto che in molti stanno pensando ad una alternativa al silicio o ad un completo ripensamento del transistor. Il fisico Yoke Khin Yap della Michigan Technological University, afferma che: “At the rate the current technology is progressing, in 10 or 20 years, they won’t be able to get any smaller”.  In parole povere, quando gli effetti quantistici permetteranno agli elettroni di superare la barriera di isolante divenuta troppo piccola, vorrà dire che oltre quel limite fisico non si potrà più andare.

Il Professor Yoke Khin Yap ha una sua idea, molto interessante, per risolvere il problema: “The idea was to make a transistor using a nanoscale insulator with nanoscale metals on top. In principle, you could get a piece of plastic and spread a handful of metal powders on top to make the devices, if you do it right. But we were trying to create it in nanoscale, so we chose a nanoscale insulator, boron nitride nanotubes, or BNNTs for the substrate.”

Viene creato un tappeto di BNNT (nanotubi al nitrito di boro), che funziona da isolante, e sulla sua superficie si usa un laser per depositare punti d'oro da 3nm. Il BNNT è ottimo come isolante grazie alle sue forme perfette e controllabili. Applicando poi ambo i lati di questa struttura degli elettrodi gli elettroni saltano da un punto d'oro all'altro secondo un fenomeno noto come tunnel quantistico. “Imagine that the nanotubes are a river, with an electrode on each bank. Now imagine some very tiny stepping stones across the river,” aggiunge Yap. “The electrons hopped between the gold stepping stones. The stones are so small, you can only get one electron on the stone at a time. Every electron is passing the same way, so the device is always stable.”

bnnt

Questo dispositivo funziona a tutti gli effetti come un semiconduttore: quando viene applicata una differenza di potenziale sufficiente gli elettroni fluiscono da un lato all'altro mentre quando la tensione resta bassa non c'è alcun flusso. A differenza dei tradizionali transistor, quelli BNNT disperdono una corrente minore e possono essere miniaturizzati teoricamente quanto si vuole.