منبع قدرت الكترونيك

يك الكترون براي ترانزيستوري كه از يك مولكول نانوتيوبي ساخته مي شود در دو  حالت "روشن" و " خاموش"  عمل مي كند اين اندازه كوچك و انرژي كم موجب مي شود كه اين نوع ترانزيستور قطعه خوبي براي ساختن كامپيوترهاي مولكولي باشد . محققين آلماني اين ترانزيستور نانوتيوبي تك الكتروني را اختراع كرده اند كه بخوبي در دماي اتاق كار مي كند . سيز ديكر از دانشگاه تكنولوژي دلفت در هلندمي گويد: " ما براي ملزومات ايجادالكترونيك مولكولي قطعه مهم ديگري را اختراع كرده ايم " . در انواع مختلف دستگاههاي الكترونيكي ترانزيستورها به عنوان سنگ زيربنايي صنعت رايانه شناخته مي شوند.  كار كرد گروهي ميليونها ترانزيستور در يك چيپ سيليكوني   موجب ايجاد عمليات ديجيتالي يا ذخيره اطلاعات مي شود. در حالت " خاموش" با اعمال يك ولتاژ از عبور جريان جلوگيري مي كنند. با كوچكتر كردن چيپهاي رايانه اي توسط محققين ايده استفاده از ترانزيستور بعنوان " ترانزيستور تك الكتروني " يا  به اختصار اس اي تي جدي تر گرفته مي شود . مانند ديگر قطعات الكترونيكي مي توان اين ترانزيستورها را در مقياس مولكولي ساخت و نسبت به انواع سيليكوني شان طبعا فضاي كمتري را اشغال مي كنند. مزيت جالب اس اي تي اين است كه براي تغيير حالت از روشن به خاموش از يك الكترون استفاده مي كنند . در مقابل ، ترانزيستورها در انواع ميكرو از ميليونها الكترون براي كاركرد خود بهره مي گيرند. محققين براي فشرده ساختن ترانزيستورهاي معمولي محدوديت دارند زيرا در محدوده تداخل عملكرد الكترونها گرماي زيادي ايجاد شده و در نهايت چيپ بسيار گرم شده و درست عمل نمي كند . اس اي تي ها مي توانند اين مشكل را حل كنند . يك اس اي تي مانند يك پل يك طرفه با ابزار هدايتي است كه ماشينها را يكي يكي عبور مي دهد . مخصوصا داراي  يك "جزيره" مجزا از "سورس" و " درين" با دو حامل است كه از طريق آنها الكترونها مي توانند عبور كنند. گيتي كه به جزيره متصل شده ولتاژ كل سيستم را تنظيم مي كند. كنترل ولتاژ گيت تعداد الكترونهايي را كه جزيره را روشن يا خاموش مي كنند در يك زمان تنظيم مي كند. اما در اينجا اشكالي وجود دارد : اغلب اس اي تي ها ي اوليه بدليل اينكه اضافه شدن گرما مي تواند الكترونها را به جزيره اضافه كند فقط در دماهاي پايين مي توانستند كار كنند . اكنون گروه دكر قطعه بسيار كوچكي را ساخته اند كه تغييرات دما براي آن نامحسوس است حتي در حدود دماي اتاق . اين بدين خاطر است كه هرچه فضاي موجود الكترونها كوچكتر باشد دماي بيشتري براي اضافه شدن آنها لازم است . دكر و همكارانش با يك نانوتيوب تك كربني كار را شروع كردند و با استفاده از نوعي ميكروسكوپ اتمي خميدگي يا قلابهايي در تيوب ايجاد كردند. اين قلابها بعنوان حامل كار مي كنند و فقط تك الكترونها را با يك ولتاژ خاص عبور مي دهند. كل قطعه يك نانومتر عرض و بيست نانومترطول داردكه در مجموع يك پانصدم ضخامت تارموي انسان ميشود . روزي محققين اين ترانزيستورها را در نوع مولكولي چيپهاي سيليكوني استفاده مي كنند  اما هنوز راه زيادي در پيش دارند . در رقابت براي كاربردهاي بيشتر قطعات بهتري ايجاد خواهند شد. براي يك محقق دانشجو يك بعد از ظهر وقت صرف مي شود تا يك نانوتيوب قلاب دار ساخته شود. اما دكر پيش بيني مي كند كه امكان دارد با استفاده از زيرلايه الگودار، قلابها را در يك زمان در تعداد زيادي نانوتيوب ايجاد كرد يا اين روش را با اعمال شيميايي انجام داد. همچنين محققين با بررسي چگونگي عملكرد ترانزيستور تك الكتروني دريافتند كه فيزيكي  غيرعادي در اين مورد وجود دارد. در بسياي حالتها الكترونها جزيره را روشن و خاموش مي كنند اما اين حالت براي گروه دكر اتفاق نيفتاد در عوض بنظر مي رسيد كه الكترونها نوعي ارتباط كوانتومي كه قبلا ديده نشده بود ايجاد مي كنند بطريقي كه به روش زوجي موجب روشن و خاموش شدن مي شوند . تحقيقات اخير نشان مي دهد كه نانوتيوبهاي فلزي كوچك ميتوانند بعنوان آرتي اس اي تي ( ترانزيستورهاي تك الكتروني در دماي اتاق ) استفاده شوند. اين تحقيق مثالي است كه نشان مي دهد چگونه تحقيقات در زمينه قطعات مولكولي موجب ورود به دانش بنيادي مي شود. از يادداشتهاي محققين در اين مورد