Τρανζίστορ από… διαμάντια;

Τη δυνατότητα μετάδοσης πληροφοριών μέσω διαμαντένιου σύρματος απέδειξαν, για πρώτη φορά, Αμερικανοί φυσικοί. Το πείραμα – ορόσημο αποκαλύπτει τις δυνατότητες που έχουν οι εν λόγω πολύτιμοι λίθοι για να αξιοποιηθούν κάποτε στους υπολογιστές και στις τηλεπικοινωνίες. Πρόκειται για το πρώτο μικρό βήμα σε ένα μακρύ δρόμο που μπορεί κάποτε να καταλήξει σε διαμαντένια τρανζίστορ.

Σύμφωνα με το Αθηναϊκό Πρακτορείο Ειδήσεων, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Οχάιο, με επικεφαλής τον φυσικό Κρις Χάμελ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό νανοτεχνολογίας «Nature Nanotechnology», πέτυχαν να στείλουν κατά μήκος του διαμαντένιου σύρματος ηλεκτρονικές πληροφορίες με την μορφή «σπιν». Ήταν η πρώτη φορά που παρατηρήθηκε μετάδοση «σπιν» σε διαμάντι και μάλιστα αυτό έγινε με τρόπο ιδιαίτερα αποτελεσματικό.

Δεν επρόκειτο για ροή ηλεκτρονίων με τον παραδοσιακό τρόπο της ηλεκτρονικής τεχνολογίας, αλλά για αξιοποίηση της σπιντρονικής, ενός κλάδου των ηλεκτρονικών, που χειρίζεται το μαγνητικό «σπιν» των ηλεκτρονίων (την κβαντική ιδιότητά τους που λέγεται και «ιδιοστροφορμή») για να μεταφέρει δεδομένα. Όπως σε μια κερκίδα οι θεατές δημιουργούν ένα «κύμα», καθώς ο καθένας με τη σειρά σηκώνεται από το κάθισμα του, έτσι στην περίπτωση του διαμαντένιου σύρματος τα ηλεκτρόνια μετέδωσαν διαδοχικά το «σπιν» τους από το ένα στο άλλο.

«Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι αν αυτό το διαμαντένιο σύρμα αποτελούσε τμήμα ενός υπολογιστή, θα μετέφερε πληροφορίες», δήλωσε ο Κρις Χάμελ. Το σύρμα είχε μήκος μόνο τεσσάρων μικρομέτρων (εκατομμυριοστών του μέτρου) και πλάτος 200 νανομέτρων (δισεκατομμυριοστών του μέτρου).

Οι επιστήμονες της σπιντρονικής θέλουν να χρησιμοποιήσουν το «σπιν» για να μεταφέρουν με πολύ πιο γρήγορο τρόπο δεδομένα σε κυκλώματα ηλεκτρονικών υπολογιστών, ώστε οι τελευταίοι να αποκτήσουν πολύ μεγαλύτερη επεξεργαστική ισχύ. Το νέο πείραμα έδειξε ότι το διαμάντι μεταδίδει το «σπιν» καλύτερα από τα περισσότερα μέταλλα που έχουν ως τώρα δοκιμαστεί γι’ αυτό το σκοπό.

Το διαμάντι είναι υλικό σκληρό, διαφανές, ηλεκτρικά μονωτικό, άτρωτο στην περιβαλλοντική φθορά, ανθεκτικό στα οξέα και δεν κρατά θερμότητα όπως οι χρησιμοποιούμενοι ημιαγωγοί. Όπως είπε ο Κρις Χάμελ, «για ένα επιστήμονα τα διαμάντια είναι κάπως βαρετά, όμως είναι ενδιαφέρον να εξετάσει κανείς πώς μπορούν να αξιοποιηθούν σε έναν υπολογιστή».

Όσον αφορά το υψηλό κόστος για μία πιθανή ευρύτερη χρήση τους στο μέλλον, μάλλον δεν θα είναι πρόβλημα, εφόσον χρησιμοποιηθούν συνθετικά διαμάντια και όχι αυθεντικά. Αντίθετα, ένα σοβαρό τεχνικό εμπόδιο είναι ότι οι αμερικανοί ερευνητές, για να πραγματοποιήσουν το καινοτομικό πείραμα της σπιντρονικής, έπρεπε να ρίξουν τη θερμοκρασία στους μείον 269 βαθμούς Κελσίου (πολύ κοντά στο απόλυτο μηδέν). Θα χρειαστούν ακόμη πολλά βήματα προόδου, προτού καταστεί εφικτό να υπάρξει ένα διαμαντένιο τρανζίστορ που να δουλεύει σε θερμοκρασία δωματίου.