Nanoarvutusteks piisab risti-rästi juhtmetest
 Toimetas Jaan-Juhan Oidermaa Ameerika Ühendriikide teadlased on leidnud viisi nanojuhtmeid kasutades miniatuursete arvutiprotsessorite ehitamiseks, mille abil on võimalik teha nii aritmeetilisi tehteid, kui ka rakendada põhilisi loogilisi funktsioone.   Ligi 50 aastat tagasi kirjutas toonase elektroonikatööstuse guru Gordon Moore kuulsas uurimuses, et iga kahe aastaga kahekordistub mikroskeemil transistorite tihedus. Lihtsamalt öeldes muutuvad iga kahe aastaga laiemale avalikkusele kaks korda võimsamad arvutid kättesaadavaks. Eksponentsiaalne kasv ei ole aga enam traditsioonilisi lähenemisviise kasutades jätkusuutlik.   Seega on teadlased üritanud leida viise, kuidas räniplaatidesse üha tihedamalt transistorite pressimise asemel teha vastupidist. Juba kauem kui kümnendi on loodetud üksikute nanojuhtmete ning nanotorude abil rakendada alt-üles lähenemisviisi ehk üksikutest komponentidest suuremate struktuuride ehitamist. „Ei saa aga salata, et uuringusuunda on kimbutanud raskused, mis on seadnud selle eduka rakendamise tõsise kahtluse alla,“ tõdes ajakirjas Nature ilmunud uurimuse töörühma juht Charles Lieber ERR-le.    Koos oma kolleegidega õnnestus tal ehitada 960μmE2 (ruutmikromeetrise) ulatusega nanotransistorite võrgustik, kuhu kuulus 496 programmeeritavat arvutusüksust. „Minu personaalse arvamuse kohaselt demonstreerib see, et kuigi alt-üles lähenemine veel majanduslikult väga  mõttekas ei ole, on lähitulevikus selle kasutamine vältimatu,“ sõnas Lieber. Kuigi mikroskeemi transistorid võtsid 20 korda rohkem ruumi kui tänapäeva parimatel ränikiipidel, loodab materjaliteadlane, et meetodika arendamisel osutub uus lähenemisviis kuni sada korda efektiivsemaks.   Nanojuhtmetest vooluahela ehitamiseks vedasid teadlased alusmaterjalile räniga kaetud germaaniumist nanojuhtmed. Töötava võrgustiku loomiseks asetasid nad sellele ristuva metallelektroodide rivi. Punkte, kus nanojuhtmed ja elektroodid kattuvad, saab kasutada üksikult sisse ja välja lülitavate transistoritena. „Võrreldes seni kasutatud meetoditega võimaldab see meil programmeerida transistoreid täitma väga spetsifiilisi ülesandeid, erinevalt traditsioonilise ühe nanojuhtme/ühe transistori põhisest kontseptsioonist,“ selgitas Lieber.    Lisaks sellele on uuringusuunda kimbutanud ka suutmatus luua piisavalt ühetaolisi komponente. „On peaaegu võimatu erinevatest legotükkidest töötavat aparaati ehitada,“ naeratas Lieber. Hoolimata sellest, et passiivsete seadmete – memristorite – alal on mõningast edu saavutatud, nõuavad need signaali võimendamiseks lisaseadmeid. Töötava vooluringi loomine muudaks seega mikrokiibi ehitamise liialt keerukaks, et lähenemisviisi oleks võimalik laiemas mastaabis rakendada.   Samas ei salga töörühma juht, et ka risti-rästi paigutatud nanojuhtmete põhised arvutusseadmed ei pruugi lähiaastatel veel massideni jõuda. „Ma tahan selgelt öelda, et me ei näe neid asendamas väga kõrge jõudlusega kiipe, nagu me neid täna teame, vaid väga konkreetsetes rakendustes,“ muutus materjaliteadlase nägu tõsiseks. Uutel mikroskeemidel on varrukas mitu trumpi. Teoreetiliselt võtavad need ideaalis kuni kaheksa korda vähem ruumi ning tarbiksid maksimaalselt kümme korda vähem voolu, kui tänapäevaste transistorite prognoositav tipp.   „Kuna need on äärmiselt väikesed ning tunduvalt madalama voolutarbega kui tänapäevased kiibid, võib üpris julgelt väita, et neid kohtab nii tuleviku mikrorobotites, kui ka tervise jälgimiseks kasutatavates biosensorites,“ ütles Charles Lieber.   Töörühma uurimus ilmub 10.veebruaril ajakirjas Nature. 
