زماني كه نانولوله‌هاي كربني در قالب ريزترين سيستم‌هاي مداري ساخته شده در جهان به نمايش گذاشته مي‌شوند بايد گفت تحولي تازه در عصر الكترونيك و رايانه روي داده است. اين چشم‌انداز تا چند سال پيش به عنوان يك ايده دور از ذهن تصور مي‌شد اما اكنون رنگ واقعيت به خود گرفته است و با ارائه آن، گام بلندي به سوي دستيابي به رايانه نانويي بسيار كم مصرف برداشته شده است. فلسفه اصلي كه در پس به كار گيري فناوري نانو و نانولوله‌هاي كربني در طراحي و ارائه اين سيستم مداري جديد نهفته است به ايده رايانه‌هاي بسيار سريع و قدرتمند و در عين حال كم مصرف مبتني بر نانولوله‌ها باز مي‌گردد كه به تازگي و در دانشگاه استنفورد گام تازه‌اي در اين خصوص برداشته شده است.

 در صورت موفقيت نهايي اين پروژه طولي نخواهد كشيد كه استفاده از تراشه‌هاي سيليكوني در رايانه‌ها به فراموشي سپرده خواهد شد. البته نبايد عجله كرد چون به عقيده پروفسور فيليپ وانگ از دانشگاه استنفورد، با رايانه‌هايي كه مدارات به كار گرفته شده در آنها از نانولوله‌هاي كربني ساخته شده باشند بيش از يك دهه فاصله داريم. اين دانشمند برجسته در گفتگو با سيب از فرآيند طراحي و ساخت اين نوع مدارها صحبت كرده و در عين حال از اميدواري‌هاي خود درخصوص چشم انداز روشن اين فناوري نوين مي‌گويد.

چرا فكر مي‌كنيد به رغم پيشرفت‌هاي جدي كه در زمينه به كار گيري فناوري نانو و نانولوله‌هاي كربني در زمينه توليد نسل جديد مدارات الكترونيكي حاصل شده است حداقل بيش از 10 سال ديگر نخستين نمونه‌هاي تجاري رايانه‌هايي مبتني بر آنها وارد بازار مي‌شوند؟

اگر كمي دقت كنيم متوجه مي‌شويم كه اين فرآيند نسبتا طولاني در خصوص ارائه و همه گير شدن بسياري از فناوري‌ها و ايده‌هاي نوين علمي ديده مي‌شود. در چند سال گذشته تراشه‌هاي سيليكوني به عنوان يك دستاورد تاريخي در عصر الكترونيك خودنمايي كرده‌اند. استفاده از آنها در بسياري از عرصه‌هاي صنعتي و الكترونيكي به يك بايد و راه چاره تبديل شده است. حتي در حال حاضر نيز كارهاي تازه‌اي براي ارزان تر تمام شدن استفاده از اين فناوري انجام مي‌شود. پس نمي‌توان به زودي از آن خداحافظي كرد و منتظر جايگزين تازه‌اي براي آن بود. از آن گذشته استفاده از نانولوله‌هاي كربني آن هم در چنين سطحي از دقت و حجم در قالب مدارات بي سابقه بوده است. پس نبايد انتظار داشت به سرعت همه چيز انجام شده و نخستين رايانه‌هاي ساخته شده از آنها وارد بازار مصرف شوند. ما هنوز در ابتداي يك راه طولاني هستيم كه البته پايان مشخصي نمي‌توان براي آن متصور شد چون هر روز مي‌توان ابداعي تازه در اين فرآيند ارائه كرد.

مشخصه اصلي اين نوع مدار جديد چيست؟

مي‌توان گفت تراكم بالاي استفاده از نانولوله‌هاي كربني در يك فضاي بسيار محدود يعني ريز مدار مهم‌ترين ويژگي اين پروژه جديد است. در گذشته از تك نانولوله‌هاي كربني در مدارها استفاده مي‌شده است اما اكنون صحبت از انبوهي از مدارهاست. در اين نوع مدارها اجزاي سازنده آنچنان با دقت و ظرافت در كنار يكديگر رديف شده‌اند كه شايد بتوان مدعي شد معادل چند مدار ساده در يكجا جمع شده است؛ البته در گذشته نيز چنين مدارهايي توليد شده‌اند. در اين مدارها استفاده از سيليكون، برگ برنده محققان بوده است اما چند مشكل آزاردهنده وجود داشته است. افزايش مصرف الكتريسيته و در نتيجه حرارت بالايي كه به دنبال آن توليد مي‌شود، مي‌تواند براي هر دستگاه الكترونيكي خطرناك باشد. در نمونه جديدي كه به جاي استفاده از سيليكون از نانولوله‌هاي كربني استفاده شده است نه تنها سرعت مدار افزايش يافته بلكه حرارت ناچيزي نيز توليد مي‌شود.

آيا مي‌توانيد مقايسه ساده‌اي براي نمايش تفاوت اين دو تكنيك ارائه كنيد؟

بله. آزمايشات متعدد ما نشان داده‌اند مداري كه با استفاده از انبوه نانولوله‌هاي كربني ساخته شده است در مقايسه با نمونه‌اي كه مبناي آن استفاده از سيليكون بوده تا 5 برابر سرعت عمل بيشتري دارد. اين دستاورد ارزش زيادي براي سازندگان رايانه دارد. هم اكنون شركت‌هاي مختلف سازنده رايانه در جهان براي عقب نماندن در كورس رقابت سعي مي‌كنند محصولاتي ارزان‌تر و در عين حال با كيفيتي مناسب ارائه كنند. البته نكته مهم اين است كه مي‌توان با اعمال تغييرات و اصلاحاتي، ترانزيستورهاي سيليكوني كوچك و با دوام طراحي كرد اما زماني كه صحبت از ابعاد بسيار كوچك به ميان مي‌آيد صحبت از سيليكون چندان جذاب نخواهد بود چون نتيجه كار چندان رضايتبخش نخواهد بود. پس در اينجاست كه صحبت از پيدا كردن جايگزين مناسب مي‌شود. ما متوجه شده‌ايم استفاده از نانولوله‌هاي كربني راه حل مناسب و مطمئني است.

چرا فكر مي‌كنيد استفاده از نانولوله‌ها مشكل شما را در ابعاد بسيار كوچك حل مي‌كند؟

اين مواد نه تنها بسيار كوچك هستند، بلكه قابليت‌هاي مختلفي دارند كه در الكترونيك و صنعت رايانه‌سازي نمي‌توان از آنها چشم‌پوشي كرد. استفاده از نانولوله‌ها به دليل اين‌كه عملكرد بسيار رضايتبخش دارند و دانش به‌كارگيري آنها نيز تا حد زيادي پيشرفت داشته است به سرعت در حال گسترش است. اكنون زمان آن رسيده است كه مدارهاي مختلف الكترونيكي را با استفاده از نانولوله‌ها طراحي كرد.

در گذشته تلاش‌هاي موفقيت‌آميزي در زمينه استفاده از نانولوله‌ها در ساختارر ترانزيستورها و مدارها ديده شده است. تفاوت اصلي كار شما با پروژه‌هايي از اين دست در چيست؟

در تلاش‌هاي قبلي كه اتفاقا سهم زيادي در موفقيت امروز ما داشته‌اند، صرفا بر روي تك نانولوله‌هاي كربني كار شده است. اما بايد اعتراف كنيم كه اين موفقيت‌ها موجب شده تاكنون بتوانيم دامنه كار را گسترش داده و از انبوهي از نانولوله‌هاي كربني فشرده‌شده به هم استفاده كنيم. در اين پروژه و برخلاف تمامي تلاش‌هايي كه در گذشته انجام شده است، با مجموعه‌اي از ساختارهاي نانويي سر و كار داشته‌ايم. در اين ميان اعمال كنترل تك تك نانولوله‌ها فرآيندي دشوار بوده است كه به خوبي از عهده آن بر آمده‌ايم. البته در اين ميان احتمال بروز خطا نيز وجود دارد چون با انبوهي از نانولوله‌ها سر و كار داريم و ممكن است در برخي موارد و به دليل ابعاد بسيار كوچكشان، رفتار و مشخصات برخي از آنها را از دست بدهيم.

به نظر مي‌رسد در سال‌هاي آتي و با ورود اين نوع مدارها به صنعت رايانه‌سازي، تحول بزرگي در صنايع الكترونيك ايجاد مي‌شود؟

اين يك امر كاملا طبيعي است و نبايد انتظار ديگري داشت. هر روز بايد منتظر ابداعي تازه در زندگي بود. البته برخي از آنها سريع‌تر و برخي آرام‌تر روي مي‌دهند. پيش بيني ما بر اين است كه در يك دهه آينده نسل جديدي از رايانه‌ها توليد و روانه بازارها شوند كه از حيث ساختار و مصرف انرژي و سرعت عمل تفاوت زيادي با نمونه‌هاي فعلي دارند. استفاده از اين نوع رايانه‌ها و دستگاه‌هاي مرتبط با آنها در مواردي همچون تحقيقات پيشرفته و كاوش‌هاي فضايي كاملا به چشم خواهند آمد.

پروفسور فيليپ وانگ سال‌هاست كه در دانشگاه استنفورد به عنوان يك مغز متفكر در زمينه الكترونيك مشغول به فعاليت است. او در سال 1983 از دانشگاه نيويورك مدرك كارشناسي ارشد خود در رشته مهندسي برق را دريافت كرد و در سال 1988 نيز در همين رشته از دانشگاه «ليهاي» مدرك دكتري خود را اخذ نمود. وي در سال 2004 به دانشگاه استنفورد پيوست و اين درحالي بود كه بيش از 16 سال همكاري تحقيقاتي نزديكي با شركت بزرگIBM داشت. وي در سال‌هاي اخير بيشتر بر روي علوم و فناوري مرتبط با نانو كار كرده است. تصويربرداري الكترونيكي و نيمه هادي سازي مبتني بر نانولوله‌هاي كربني از جمله علايق علمي وي به شمار مي‌آيد.

مهدي پيرگزي

کد; 4598
گروه: مصاحبه