นาโนวิทยาการความก้าวหน้าอิเล็กทรอนิกส์

อิเล็กทรอนิกส์ เป็นศาสตร์ทางวิศวกรรมไฟฟ้าที่ควบคุมการทำงานของอิเล็กตรอนในอุปกรณ์ไฟฟ้าทุกชนิด ชิ้นส่วนที่เป็นพื้นฐานทางอิเล็กทรอนิกส์ได้แก่ ทรานซิสเตอร์ ซึ่งมีขนาดเล็กมากแต่จะทำงานในรูปแบบของวงจรรวม หรือที่เรียกกันว่า ชิปไอซี ซึ่งประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ทำงานร่วมกันเป็นจำนวนมาก บางครั้งเป็นล้านๆ ตัว เช่น กรณีของชิ้นส่วนในเครื่องคอมพิวเตอร์ โทรศัพท์มือถือ อุปกรณ์เครื่องมือที่ใช้ควบคุมเครื่องจักรกลในโรงงาน แม้แต่เครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้าน เช่น เครื่องซักผ้า โทรทัศน์วิทยุ เครื่องใช้ไฟฟ้าในสำนักงาน ได้แก่ เครื่องถ่ายเอกสาร เครื่องพิมพ์ เครื่องโทรสาร ฯลฯ ทรานซิสเตอร์เป็นชิ้นส่วนขนาดเล็กจิ๋วในระดับไมโครเมตร หรือ 1 ในพันส่วนของมิลลิเมตร สร้างขึ้นโดยเทคนิคการย่อส่วน โดยย่อส่วนให้เล็กลงเรื่อยๆ ทำให้คอมพิวเตอร์ยุคใหม่มีขนาดเล็กลง แต่มีสมรรถนะสูงขึ้น และราคาถูกลง จนกลายเป็นอุปกรณ์ใช้งานในสังคมยุคใหม่อย่างกว้างขวางผลกระทบเชิงสังคมที่เกิดจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดจิ๋วที่เห็นได้ชัด ได้แก่ โทรศัพท์มือถือ กล้องถ่ายรูปดิจิตอล ที่กลายเป็นของใช้งานของคนทุกระดับ ทุกวัยในปัจจุบัน วิศวกรที่ทำงานด้านอิเล็กทรอนิกส์ พยายามคิดค้นเทคโนโลยีใหม่ๆ เพื่อย่อส่วนให้มีขนาดเล็กจนถึงระดับนาโนเมตรหรือ 1 ในล้านส่วนของมิลลิเมตร จึงเกิดศาสตร์ใหม่ที่เรียกว่า นาโนอิเล็กทรอนิกส์ขึ้น ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีขนาดจิ๋วมากนี้เป็นระดับของขนาดอะตอมหรือ โมเลกุลทรานซิสเตอร์ในระดับนาโนเมตรจึงสามารถควบคุมการเคลื่อนที่ของ อิเล็กตรอนได้เป็นตัวๆ ทรานซิสเตอร์ จึงกินกระแสไฟฟ้าน้อยมาก และทำงานได้เร็ว เป็นที่ต้องการมากในทางวิศวกรรมศาสตร์ ยุคน้ำมันแพง และยุคข้อมูลข่าวสารมีจำนวนมาก คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย มีการศึกษาวิจัยงานด้านนาโนอิเล็กทรอนิกส์มากว่า 13 ปี ติดตั้งเครื่องมือปลูกผลึกสารกึ่งตัวนำด้วยลำโมเลกุลในสภาพสุญญากาศที่ดี เยี่ยม เมื่อปี 2536 เพื่อสร้างโครงสร้างควอนตัมดอทที่มีขนาดนาโนเมตร และนำมาประยุกต์ใช้งานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลากหลายชนิดได้แก่ เลเซอร์ไดโอดตัวตรวจจับสัญญาณแสง เซลล์แสงอาทิตย์ประสิทธิภาพสูง และทรานซิสเตอร์อิเล็กตรอนเดี่ยวเป็นการบุกเบิกวิทยาการใหม่ๆ สำหรับอนาคต ผลงานวิจัยได้รับการสนับสนุนเงินทุนวิจัยจากสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.) ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติและจุฬาฯ ล่าสุดศูนย์วิจัยด้านอวกาศของกองทัพอากาศสหรัฐอเมริกา ให้ทุนสนับสนุน เทคโนโลยีการปลูกโครงสร้างควอนตัมดอทนี้เป็นแนวคิดใหม่ที่ไม่ได้อาศัยการย่อ ส่วน แต่เป็นการก่อตัวเองโดยธรรมชาติ เช่นเดียวกับเซลล์ของสิ่งมีชีวิต จึงเป็นโครงสร้างที่ไม่มีจุดบกพร่อง มีคุณสมบัติดีเยี่ยมทั้งทางไฟฟ้าและทางแสงเหมาะที่จะเป็นชิ้นส่วนพื้นฐานทาง นาโนอิเล็กทรอนิกส์ และนาโนโฟโตนิกส์ต่อไป

ที่มา: www.tsood.com