nanoelektronikk

I elektronikk benyttes elektronets ladning til å overføre informasjon. Dette benyttes i et mangfold av ulike teknologier, og er det grunnleggende prinsippet som muliggjør teknologi som benyttes daglig, for eksempel datamaskiner, mobiltelefoner, og spillkonsoller.

For å beskrive sentrale effekter innen elektronikk, slik som elektrisk motstand og spenning, er det tilstrekkelig å benytte seg av klassisk fysikk. Samtidig har de økte kravene til miniatyrisering og effektivitet til teknologi basert på elektronikk (se Moores lov) ført til at elektriske komponenter og kretser har blitt stadig mindre.

Når elektroniske komponenter blir så små at deres størrelse ligger i området 1 til 100 nanometer, inntreffer nye fysiske effekter som ikke kan forklares med klassisk fysikk. Eksempler på slike fenomener er tunnelering, Coulomb-blokkade og kvantiserte impulser, som begge har stor påvirkning på de elektriske egenskapene til systemer på nanometer-skala. Slik miniatyrisert elektronikk må derfor beskrives med kvantefysisk teori.

Utviklingen av transistoren på 1950-tallet revolusjonerte elektronikken, da transistoren muliggjorde kraftig forsterkning av elektriske signaler. Nanoelektronikk har bidratt til å gjøre transistoren enda mindre, hvilket i sin tur har ført til økt effektivitet til elektriske komponenter siden et større antall transistorer kan plasseres på et gitt areal i en elektrisk anretning.

Nanoelektronikk benytter seg ikke bare av elektronets ladning, men også av elektronets spinn. Dette har ført til konkrete anvendelser baserte på spinntronikk, slik som kjempemagnetoresistans i harddisker. Forskningen på hvordan kvantedatamaskiner kan utvikles og forbedres sammenliknet med prototypene som eksisterer i dag er i all hovedsak baserte på nanoelektronikk hvor superledere ofte brukes som sentrale komponenter.

• nanoteknologi
• elektronikk
• kvantefysikk