Gli scienziati della ditta Lucent Technologies' Bell Labs hanno creato dei transistor organici con una banda di frequenza di un'unica molecola, ponendo le basi per una nuova categoria di congegni elettronici "high-speed" (ad alta velocità) realizzati col carbonio. I transistor in carbonio sono anche più economici di quelli al silicio.

In questi nuovi transistor su scala molecolare, fabbricati da un team multidisciplinare di ricercatori della Bell Labs, è la lunghezza della molecola a definire la dimensione fisica della sua banda di frequenza; ed è almeno un coefficiente di 10 volte più piccolo che qualsiasi altra cosa che sia stata dimostrata finora, anche con l'impiego delle tecniche litografiche più avanzate.

Addio circuiti al silicio

Da molti anni gli scienziati cercavano delle alternative all'elettronica convenzionale al silicio, si prospetta che i circuiti integrati al silicio dovevano scomparire tra circa una decina di anni, quando i limiti fisici fondamentali della miniaturizzazione sarebbero stati raggiunti.

Una parte di questa ricerca era mirata alla produzione di transistor molecolari, in cui le singole molecole sono responsabili dell'azione del transistor, commutando ed amplificando segnali elettrici.

Gli scienziati della Bell Labs, Hendrik Schon, Zhenan Bao e Hong Meng, sono ora riusciti a fabbricare transistor su scala molecolare che rivaleggiano con i transistor convenzionali al silicio per quel che concerne le prestazioni, usando una categoria di materiale semi-conduttrice al carbonio organico.

Gli scienziati della Bell Labs: Hendrik Schon e Zhenan Bao

"Quando li abbiamo testati, si sono comportati estremamente bene, sia gli amplificatori, sia gli interruttori" ha detto Schon, un fisico sperimentale che era a capo del gruppo di ricercatori.

Nella realizzazione di questi transistor molecolari, la sfida principale sta nel fabbricare elettrodi che sono separati soltanto da alcune molecole, e nel fissare i contatti elettrici ai dispositivi così minuscoli. I ricercatori della Bell Labs hanno saputo sormontare questi ostacoli, adottando una tecnica d'assemblaggio automatizzato e con un disegno intelligente in cui ogni elettrodo è condiviso da molti transistor.

Lo schema: il disegno del transistor molecolare

Un milione di volte più piccolo di un grano di sabbia

Utilizzando questi transistor, che sono approssimativamente un milione di volte più piccoli d'un grano di sabbia, la squadra ha costruito un invertitore di voltaggio, un modulo con un circuito elettronico standard, come quello che si utilizza nei chip dei PC, che converte uno "0" ad un "1" o viceversa.

Nonostante sia soltanto un prototipo, il suo successo suggerisce che i transistor molecolari potranno essere utilizzati un giorno in microprocessori e nei chip di memoria, integrando migliaia di transistor in più - su ogni singolo chip - di quello che non è possibile fare il giorno d'oggi.