นาโนอิเล็กทรอนิกส์

นาโนอิเล็กทรอนิกส์ (อังกฤษ: nanoelectronics) คือสาขาหนึ่งของวิชาอิเล็กทรอนิกส์ที่มีขอบเขตความรู้ในระดับนาโน ถูกพัฒนาขึ้นเนื่องจากการสร้างวงจรโดยใช้แนวทางอิเล็กทรอนิกส์เดิมกำลังถึงทางตัน ด้วยเหตุผลที่ว่า

1. แนวทางเดิมไม่สามารถจะสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่เล็กในระดับนาโนได้
2. หลักการทางวิทยาศาสตร์ เช่น เรื่องการนำไฟฟ้าในระดับนาโนจะไม่เหมือนกับตามที่เราเข้าใจกันอยู่ในชีวิตประจำวัน

แนวทางพัฒนา

การพัฒนานาโนอิเล็กทรอนิกส์ในอนาคตจึงดำเนินไปเพื่อแก้ข้อจำกัดทั้ง 2 แบบนั้น โดยแบ่งออกเป็น 3 ระยะดังนี้

1. ระยะสั้น 1-5 ปี จะเป็นการปรับปรุงเทคโนโลยีเดิมให้ดีขึ้น เพื่อจะสามารถสร้างสิ่งของระดับนาโนได้เช่น
   1. การสร้างแผงวงจรด้วยแสงเหนือม่วง (UV) แทนแสงธรรมดา
   2. การสร้างหน่วยความจำ เช่น ฮาร์ดดิสก์ด้วยลำอะตอม หรือหัวอ่านแบบ SPM เพื่อให้ความจุมากขึ้น
   3. การใช้สารอินทรีย์สร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น หลอดเปล่งแสงกึ่งตัวนำชนิดอินทรีย์(OLED)
2. ระยะกลาง 5-10 ปี จะมีการพัฒนาอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติพิเศษทางนาโนมากขึ้น โดยเฉพาะ:
   1. การใช้สารอินทรีย์ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งจะมีต้นทุนในการผลิตถูกยิ่งกว่าการผลิตวงจรจากซิลิกอนที่ใช้ในปัจจุบัน และสามารถนำไปใช้ได้กับพื้นผิวที่โค้งงอ เช่น พลาสติกหรือผ้าได้ด้วย
   2. เซลล์แสงอาทิตย์ที่ผลิตจากสารอินทรีย์ในอนาคตจะมีราคาถูกลง และใช้กันอย่างแพร่หลาย
   3. การสร้างวงจรตรวจจับสารเคมีหรือเชื้อโรค ซึ่งจะเป็นการย่อระบบตรวจวิเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่ในปัจจุบัน ไปอยู่บนชิปวงจรขนาดจิ๋ว ซึ่งจะสะดวกและรวดเร็วเป็นอย่างมากในการใช้งาน
   4. การประหยัดการใช้ไฟฟ้า จากคุณสมบัติพิเศษระดับนาโนของสารกึ่งตัวนำที่ทำให้อิเล็กตรอนไหลผ่านวงจรได้ทีละหนึ่งหรือสองตัว
3. ระยะเกิน 10 ปี เมื่อเริ่มสร้างวงจรในระดับนาโนได้อย่างแม่นยำมากขึ้น เราจะสามารถสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดจิ๋วที่ใช้คุณสมบัติพิเศษของวัสดุนาโนต่าง ๆ ได้ และคอมพิวเตอร์เหล่านี้ จะมีความสามารถมากกว่าเดิมหลายแสนหรือหลายล้านเท่าเลยที่เดียว

อ้างอิง

• นาโนเทคโนโลยี-คลื่นลูกใหม่แห่งศตวรรษที่ 21, ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ