Digitaalipiirejä hiilinanoputkilla

Hiilinanoputkien erinomaiset sähköiset ominaisuudet eivät ole oikein realisoituneet käytännön transistoreiksi ja mikropiireiksi.

Hankaluutena on, että täysin yhdenmukaisia nanoputkia on lähes mahdoton valmistaa. Vaihtelut aiheuttavat satunnaisuutta ja viallisia piiritoimintoja. Lisäksi metallimaiset hiilinanoputket, vaikka niiden määrää on saatu huomattavasti vähennettyä, aiheuttavat piireissä oikosulkuja mikä kasvattaa vuototehoa ja altistaa kohinalle.

Mikään hiilinanoputkien valmistustekniikka ei ole vielä pystynyt tuottamaan pelkästään puolijohtavia nanoputkia. Lisäksi nanoputkien alustaan sijoittumisen tiheys- ja suuntavaihtelut luovat lisäongelmia piirien suunnitteluun.

Viime vuosina ryhmä Stanfordin yliopiston professoreita, tutkijoita ja opiskelijoita johtajinaan professorit Subhasish Mitra ja H.-S. Philip Wong ovat lähteneet kiertämään näitä ongelmia.

He ovat kehittäneet epäkohdille immuunia suunnitteluparadigmaa ja tuottaneet ensimmäistä kertaa täyden kiekkomittakaavan digitaalisia logiikkarakenteita, joihin ei vaikuta vinossa ja väärin sijoitettu hiilinanoputki.

Lisäksi he panostavat metallisten hiilinanoputkien haasteisiin kehittämällä tekniikan joka poistaa nämä ei-toivotut elementit piireistä.

Kehitystyö edustaa merkittävää virstanpylvästä kohti hiilinanoputkiin perustuvia VLSI-järjestemiä. Se on myös yhteensopiva nykyisiin valmistusmenetelmiin ja infrastruktuuriin.

Suunnittelijat ovat myös osoittaneet menetelmiensä mahdollisuuksia rakentamalla muutamia digitaalijärjestelmien osia kuten aritmeettisia ja sekvenssipiirejä sekä ensimmäisen monoliittinen erittäin integroidun kolmiulotteisen piirin.