Forskare bygger ersättare för transistorn

Transistorn kan nog ses som en av de mest fantastiska och underbara uppfinningarna genom tiderna. De genombrott och den utvecling som blivit möjlig tack vare den går inte att uppskatta i varken tid eller pengar. Transistorn lade grunden till det högteknologiska samhälle vi har idag och kommer fortsätta vara en enormt viktig byggkloss i framtiden.

Men allt har sin tid och även transistorn har sina brister. Till exempel är den beroende av hastigheten hos elektronerna genom ämnen, vilken må vara relativt hög, men fortfarande otillräcklig inom en inte alltför långt gången framtid. Forskare har sedan 60-talet försökt lösa mysteriet med hur man bygger en diod med strukturen metall-insulator-metall (MIM) på ett enkelt och effektivt sätt, för att komma runt detta och äntligen har de lyckats.

Forskare vid Oregon State University (OSU) har faktiskt lyckats designa en MIM-diod, vilket de inte var först med, men de har gjort bättre än någon annan och framförallt på ett sätt som får oss att tro på en framtid med produkter som inte är beroende av transistorer och därmed kan hoppas ännu snabbare och effektivare produkter. Deras metod är billig, enkel och effektiv.

Det är display-tillverkarna som först och främst gnider sina händer över detta. De har länge sökt och försökt komma fram till tekniker där de kan använda MIM-dioder för displayer för att uppnå exempelvis snabbare respons, men tidigare metoder med MIM-dioder har helt enkelt varit för dyra, haft dålig prestanda eller helt enkelt haft för dåliga produktionskvoter.

“This is a fundamental change in the way you could produce electronic products, at high speed on a huge scale at very low cost, even less than with conventional methods,” /…/ “It’s a basic way to eliminate the current speed limitations of electrons that have to move through materials.”, säger Douglas Keszler, Professor i Kemi vid OSU.

Med en MIM-diod rör sig inte elektronen genom materialet, vilket är en begränsande faktor man inte kan komma runt med transistorn, utan istället “tunnlar” elektronen genom MIM-dioden och dyker upp på andra sidan. Föreställ er en pendelvagga med kulor på rad för att få en bild av hur det skulle kunna fungera:

Tillverkningstekniken de beskriver i skriften Advanced Materials gör det möjligt att använda billiga material och dessutom kräver den inte lika höga temperaturer som tidigare metoder. Det gör det möjligt att använda tekniken på en rad olika substrat (ytor) och dessutom ganska stora sådana och få ett jämnt resultat. De kommer att fortsätta sin forskning med att utforska möjligheterna att använda tekniken i displayer, men användningsområdena sträcker sig långt utöver det.

Vårt transistor- och silikonberoende ser alltså ut att kunna nå ett slut någon gång i framtiden, men vi ska nog inte dra alltför stora drag av det heller. Det är en sak att ha en teknik i labbet på universitetet, en annan att ha det i en färdig produkt. Universitetet gav ingen direkt uppskattning på när vi kan se tekniken användas i praktiken, men det har ansökt om patent på den och tror att ett flertal företag kan komma att startas upp som ett resultat av det här genombrottet.