Nanoelektronik, 100 nm'den büyük olmayan boyutlardaki
komponentlerle fonksiyonal elektronik cihazların üretimi için uygun yapıların
ve teknolojilerin geliştirilmesiyle ve bunların çalışmalarının temel fizik
ilkelerinin incelenmesiyle ilgilenen bilim ve teknoloji alanıdır.
Bilim topluluğu zamanımızda ‘nanoelektronik’ ve
‘nanoelektronik teknolojiler’ terimlerini iki anlamda kullanmaktadır.
‘Nanoelektronik’ terimi silikon-bazlı mikroelektronik transistör teknolojinin
evrimsel gelişim ürünlerini tanımlar; silikon bazlı mikroelektronik transistör
teknoloji minyatürleşme ve elementlerin artan entegrasyonu ile tanımlanır; ki
bu durum kuantum boyut etkisinin enstrümantal uygulamasını gerektirmez.
Diğer taraftan bu terim, elektronik enstrümanlar, cihazlar
ve bunların üretim tekniklerini yeni etkiler (boyut kuantizasyonu, coulomb
ablukası, kuantum bilgisayarlar için kübitler gibi safsızlık atomları) bazında
göstermek için de kullanılır. Birkaç onluk nanometrelik skalada elementlerin
spesifik boyutları, bazı temel fiziksel değerlerle (örneğin, koruma mesafesi,
elektron yolu, de Broglie dalgaboyu) kıyaslanabilir seviyelerdedir; bu durum, yeni fiziksel
etkilerin ortaya çıkmasını ve bu tür cihazlarda bazı temel fiziksel
kısıtlamaları gösterir ve nanoelektroniğin, klasik fizikteki makroskopik
yasalara dayanan mikroelektronikten farklılığını açıklar.
Nanoelektronik
ürünlerin geliştirilmesinde uygulanan teknolojik araçlar ve teknikler arasında
hem geleneksel metotlar (moleküler demet epitaksi, yüksek-hassas buhar
depozisyon gibi)) ve hem de iyon sentezleri gibi nanoelektronik uygulamalarda
fevkalade etkin olan diğer bazı metotlar bulunur.
Nanoelektronik
teknolojiler sadece nanotüplerin ve fullerenlerin kullanımı gibi,
mikroelektronikte bilinmeyen araçları ve teknikleri değil, nanoyapılı objelerin
yaratılması, ölçülmesi ve parametrelerin analizi için geliştirilmiş yeni
yaklaşımları ve teklnikleri de kullanır. Bu tekniklerden, örneğin, değişik prob
mikroskopi metotları (tünelleme ve atomik kuvvet mikroskopi) nanoelektroniğin
incelenmesinde olduğu gibi, yaratılmasında da kullanılabilmektedir.
(a)
Dalga paketi denilen bir elektronun tanımı, (b) bir nanotel boyunca yük
iletimi, (c) grafen band yapısı, (d) bir bilardo topu “reversibil” anahtar
