Negatiivista differentiaaliresistanssia (NDR) on tutkittu yli puoli vuosistaa. Sen kehityksestä on myönnetty Nobelin palkinto ja käytännön sovelluksiakin on kehitetty useita. Nyt ilmiön salaisuudet on paljastettu.
Albertan yliopiston fyysikot ovat tutkija Robert Wolkowin johdolla ovat onnistuneet purkamaan NDR:n salaisuudet. Sen ansiosta nyt on mahdollisuus yhdistää tietämys nykyisen teknologian kanssa ja luoda nopeampia, halvempia ja pienempiä elektronisia laitteita.
Negatiivisen differentiaaliresistanssin ensimmäinen yritys käytännön sovelluksesta oli japanilaisen fyysikko Leo Esakin mukaan nimetty Esakin diodi. Hän sai työstään jopa Nobelin palkinnon. Pian kävi kuitenkin selväksi, että diodin massatuotanto oli liian vaikeaa ja 1950-luvulla ylistetty laite jäi vain erikoissovelluksiin. Jatkossakin sovellusmahdollisuuksia rajoitti riittävän syvällisen ymmärryksen puute ilmiöstä.
Wolkowin fyysikkoryhmä on nyt löytänyt täsmällisen atomirakenteen, joka synnyttää negatiivisen differentiaaliresistanssin. Se löytyi piin pinnalta roikkuvien vetyatomien avulla.
- Olemme määritelleet tarkan atomirakenteen, joka synnyttää NDR:n ja onneksi se on helppo tehdä. Samoin olemme vihdoin selvittäneet sen toimintamekanismin, Wolkow hehkuttaa.
Wolkow toteaa myös, että nyt on hyvin realistinen mahdollisuus yhdistää NDR-ilmiö jokapäiväiseen elektroniikkaan käytännöllisellä, edullisella tavalla, edistys, joka on mahdollisesti miljardien arvoinen teknologiateollisuudelle.
Esimerkiksi hybridityyppisen transistori/NDR-piirin idea on ollut tiedossa jo vuosikymmeniä, mutta kukaan ei ole pystynyt toteuttamaan sitä tehokkaasti tai tarpeeksi halvalla.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 19.1.2017