b'\n_START_ARTICLE_\nNanoelektroonika\n_START_SECTION_\nP\xc3\xb5him\xc3\xb5isted\n_START_PARAGRAPH_\n1965. aastal m\xc3\xa4rkas Gordon Moore, et aja jooksul tehakse \xc3\xbcha v\xc3\xa4iksemaid r\xc3\xa4nip\xc3\xb5hiseid transistore ning nende suuruse kahanemine leiab aset kindlas tempos. Seda t\xc3\xa4helepanekut hakati hiljem nimetama Moore\'i seaduseks. Moore\xe2\x80\x99i avastusest kuni aastani 2011 on transistori v\xc3\xa4ikseim suurus kahanenud 10 mikromeetrist kuni 22 nanomeetrini. Nanoelektroonika lubab sellel seadusel j\xc3\xa4tkuda, kasutades uusi tehnoloogiaid ja materjale, et ehitada nanoskaalas suurusest s\xc3\xb5ltumatute omadustega transistore._NEWLINE_Kui mingi objekti m\xc3\xb5\xc3\xb5te v\xc3\xa4hendada \xc3\x97 korda, siis selle objekti ruumala v\xc3\xa4heneb x\xc2\xb3 korda, kuid objekti pindala vaid x\xc2\xb2 korda. Sellel p\xc3\xb5him\xc3\xb5ttel on v\xc3\xa4ltimatud ja tohutud tagaj\xc3\xa4rjed. N\xc3\xa4iteks \xc3\xbctleme, et trelli (v\xc3\xb5i \xc3\xbcksk\xc3\xb5ik mis muu masina) v\xc3\xb5imsus on v\xc3\xb5rdeline tema ruumalaga ning trelli hammasrataste ja laagrite h\xc3\xb5\xc3\xb5rdej\xc3\xb5ud v\xc3\xb5rdeline tema pindalaga. Normaalm\xc3\xb5\xc3\xb5dus trelli v\xc3\xb5imsus on piisav, saamaks vabalt \xc3\xbcle h\xc3\xb5\xc3\xb5rdej\xc3\xb5ust. Aga kui v\xc3\xa4hendada trelli v\xc3\xa4lism\xc3\xb5\xc3\xb5tmeid 1000 korda, v\xc3\xa4heneks trelli ruumala ehk v\xc3\xb5imsus 1000 \xc3\x97 1000 \xc3\x97 1000 korda, kuid trelli pindala ehk h\xc3\xb5\xc3\xb5rdej\xc3\xb5ud vaid 1000 \xc3\x97 1000 korda. Proportsionaalselt oleks sellel trellil 1000 korda v\xc3\xa4hem v\xc3\xb5imsust h\xc3\xb5\xc3\xb5rdej\xc3\xb5u kohta kui oli algsel trellil. Kui algse trelli v\xc3\xb5imsuse-h\xc3\xb5\xc3\xb5rdej\xc3\xb5u suhe on n\xc3\xa4iteks 1%, t\xc3\xa4hendab see seda, et v\xc3\xa4iksel trellil oleks 10 korda v\xc3\xa4iksem v\xc3\xb5imsus kui oleks tema h\xc3\xb5\xc3\xb5rdej\xc3\xb5ud. Trell oleks kasutu._NEWLINE_Sel p\xc3\xb5hjusel ei saa nanotehnoloogiat kasutada t\xc3\xb6\xc3\xb6tavate mehaaniliste seadmete juures, mille m\xc3\xb5\xc3\xb5tmeid on v\xc3\xa4hendatud sedav\xc3\xb5rd palju, et seadme h\xc3\xb5\xc3\xb5rdej\xc3\xb5ud hakkab \xc3\xbcletama seadme v\xc3\xb5imsust. Samas toimivad nanoskaalas elektroonilised integraall\xc3\xbclitused t\xc3\xa4ielikult. Niisiis, kuigi on olemas pildid ja joonised nanom\xc3\xb5\xc3\xb5dus peentest r\xc3\xa4nihammasratastest, on need tegelikult tehtud rohkem uudishimust ja lootusest kui reaalsest kasust, n\xc3\xa4iteks ehitada nanom\xc3\xb5\xc3\xb5dus reduktor. H\xc3\xb5\xc3\xb5rdumisega suureneb ka pindpinevus, mist\xc3\xb5ttu tekib v\xc3\xa4ikestel osakestel tendents kokku kleepuda. See teeb arvatavasti igasuguse "mikrotehase" ebapraktiliseks, sest kui isegi \xc3\xb5nnestuks ehitada nanom\xc3\xb5\xc3\xb5dus robotk\xc3\xa4si, siis \xc3\xbcksk\xc3\xb5ik mis asja see k\xc3\xa4tte v\xc3\xb5tab, kipub see k\xc3\xa4e k\xc3\xbclge kleepuma, mist\xc3\xb5ttu on suhteliselt v\xc3\xb5imatu seda maha panna. Eelnevat silmas pidades on molekulaarevolutsioon j\xc3\xb5udnud vesilahuses t\xc3\xb6\xc3\xb6tavate nanoskaalas karvakeste, viburite, lihaskiudude ja p\xc3\xb6\xc3\xb6rlevate mootoriteni. Need seadmed kasutavad \xc3\xa4ra mikro- ja nanoskaalas suurenenud h\xc3\xb5\xc3\xb5rdej\xc3\xb5ude. Erinevalt aerust v\xc3\xb5i propellerist, mis s\xc3\xb5ltuvad normaalsest h\xc3\xb5\xc3\xb5rdej\xc3\xb5ust (h\xc3\xb5\xc3\xb5rdej\xc3\xb5ud on risti pinnaga), et saavutada t\xc3\xb5ukej\xc3\xb5ud, arendavad nanom\xc3\xb5\xc3\xb5tu karvakesed t\xc3\xb5ukej\xc3\xb5udu liigsest takistusj\xc3\xb5ust v\xc3\xb5i laminaarsest j\xc3\xb5ust (h\xc3\xb5\xc3\xb5rdej\xc3\xb5ud pinnaga paralleelne). Nende j\xc3\xb5ududega peab arvestama, kui ehitada t\xc3\xb6\xc3\xb6tavat nanoskaalal masinat. Oleme silmitsi faktiga, et nanoskaalal t\xc3\xb6\xc3\xb6tavad masinad ei saa olema tavaliste masinate mikroskoopilised koopiad, vaid peab v\xc3\xa4lja t\xc3\xb6\xc3\xb6tama t\xc3\xa4iesti uue disaini ja t\xc3\xb6\xc3\xb6p\xc3\xb5him\xc3\xb5ttega seadmeid. Seet\xc3\xb5ttu tuleb k\xc3\xb5iki m\xc3\xb5\xc3\xb5tkava muutmise k\xc3\xbcsimusi hinnata p\xc3\xb5hjalikult nanoskaala ise\xc3\xa4rasustest l\xc3\xa4htuvalt.\n_START_SECTION_\nNanoformeerimine\n_START_PARAGRAPH_\nSiia alla kuuluvad n\xc3\xa4iteks \xc3\xbche-elektroni transistorid, mis t\xc3\xb6\xc3\xb6tavad nagu tavalised transistorid, kuid teevad sisse-v\xc3\xa4ljal\xc3\xbclitusi vaid \xc3\xbche elektroniga. Selle kategooria alla kuuluvad ka nanoelektromehaanilised s\xc3\xbcsteemid. Nanoformeerimist saab kasutada tootmaks paralleelseid nanojuhtmete massiive, see on alternatiiviks nende \xc3\xbchekaupa s\xc3\xbcnteesimisele.\n_START_SECTION_\nNanomaterjalide elektroonika\n_START_PARAGRAPH_\nPeale selle, et nanotehnoloogia abiga saab mahutada rohkem transistore \xc3\xbchte kiipi, aitavad nanotorude sarnasus ja s\xc3\xbcmmeetrilisus suuremat elektronide mobiilsust (elektronid liiguvad materjalis kiiremini), transistori dielektrikul on v\xc3\xa4iksem juhtivus (saab kasutada suuremaid sagedusi) ja transistoridel on s\xc3\xbcmmeetriline elektroni/augu karakteristika. Samuti saab nanoosakesi kasutada kvantpunktidena.\n_START_SECTION_\nMolekulaarelektroonika\n_START_PARAGRAPH_\nVeel \xc3\xbcks v\xc3\xb5imalus on molekulaarelektroonika. Molekulaarelektroonika seadmete ehitamise juures on suureks abiks molekulide isekorrastumine. Nii saab ehitada molekulaarelektroonika seadmete suuri struktuure v\xc3\xb5i kasv\xc3\xb5i korraga terveid s\xc3\xbcsteeme. See tehnoloogia v\xc3\xb5ib olla v\xc3\xa4ga kasulik \xc3\xbcmberkonfigureeruvate arvutite juures ning tulevikus v\xc3\xb5ib isegi t\xc3\xa4nase FPGA tehnoloogia v\xc3\xa4lja vahetada._NEWLINE_Molekulaarelektroonika on uus tehnoloogia, mis on ikka veel lapsekingades, kuid annab lootust, et tulevikus hakkavad olema t\xc3\xb5elised aatomskaalas elektroonikas\xc3\xbcsteemid. \xc3\x9che lootustandvama kasutusala molekulaarelektroonikale pakkusid v\xc3\xa4lja IBM-i arendajad Ari Aviram ja teoreetiline keemik Mark Ratner oma 1974. ja 1988. aasta t\xc3\xb6\xc3\xb6des "Molekulid ja m\xc3\xa4lu" ning "Loogika ja v\xc3\xb5imendus"._NEWLINE_See on \xc3\xbcks paljudest v\xc3\xb5imalustest, kuidas molekulaartasandil s\xc3\xbcnteesida dioodi v\xc3\xb5i transistori, kasutades selleks vaid orgaanilist keemiat. Pakuti v\xc3\xa4lja s\xc3\xbcsteem, kus spiraalne s\xc3\xbcsinikstruktuur annab molekulaarm\xc3\xb5\xc3\xb5dus dioodile vaheks umbes pool nanomeetrit, mille saab \xc3\xbchendada molekulaarjuhtmega. Teoreetilised arvutused n\xc3\xa4itasid, et selline disain peaks p\xc3\xb5him\xc3\xb5tteliselt t\xc3\xb6\xc3\xb6tama, j\xc3\xa4relikult on veel lootust, et selliseid s\xc3\xbcsteeme saab tulevikus kasutama hakata.\n_START_SECTION_\nMuud kasutusalad\n_START_PARAGRAPH_\nNanoioonika uurib nanoskaala s\xc3\xbcsteemides elektronide liikumise asemel ioonide liikumist._NEWLINE_Nanofotoonika uurib valguse k\xc3\xa4itumist nanoskaalal. Eesm\xc3\xa4rgiks on arendada ja v\xc3\xa4lja t\xc3\xb6\xc3\xb6tada seadmed, mis kasutavad elektronide asemel footoneid.\n_START_SECTION_\nRaadiod\n_START_PARAGRAPH_\nNanoraadioid on arendatud ja \xc3\xbcles ehitatud s\xc3\xbcsiniknanotorudel.\n_START_SECTION_\nArvutid\n_START_PARAGRAPH_\nNanoelektroonikat kasutades on v\xc3\xb5imalik suurendada protsessorite j\xc3\xb5udlust v\xc3\xb5rreldes pooljuhtelektroonika kasutamisega. Uuritakse mitmeid v\xc3\xb5imalusi, sealhulgas uut t\xc3\xbc\xc3\xbcpi nanolitograafiat ning ka nanomaterjalide kasutamist, nagu n\xc3\xa4iteks nanojuhtmed ja v\xc3\xa4ikesed molekulid traditsiooniliste CMOS-komponentide asemel. V\xc3\xa4ljatransistorid on valmistatud nii pooljuht-nanotorusid kui ka heterostruktuurseid pooljuht-nanojuhtmeid kasutades.\n_START_SECTION_\nEnergiatootmine\n_START_PARAGRAPH_\nUuritakse nanojuhtmete ja muude nanomaterjalide kasutusv\xc3\xb5imalusi, tootmaks odavamaid ja efektiivsemaid p\xc3\xa4ikesepaneele kui tavalised tasapinnalised r\xc3\xa4nip\xc3\xa4ikesepaneelid. Usutakse, et efektiivsemate p\xc3\xa4ikesepaneelide leiutamisega saab rahuldada suures osas tulevast globaalset energiavajadust._NEWLINE_Uuritakse ka energia tootmist seadmetele, mis t\xc3\xb6\xc3\xb6tavad in vivo. Neid energiatootmisseadmeid nimetatakse bio-nanogeneraatoriteks. Bio-nanogeneraator on nanoskaalal elektromehaaniline seade, nagu k\xc3\xbctuseelement v\xc3\xb5i galvaanielement, kuid toodab energiat organismi veresuhkrust, umbes samamoodi nagu keha toodab energiat toidust. Selleks, et efekti saavutada, kasutatakse ens\xc3\xbc\xc3\xbcmi, mis suudab gl\xc3\xbckoosi lagundada kuni elektrontasandini, v\xc3\xb5imaldades neid kasutada elektroonikaseadmetes. Keskmise inimese keha peaks teoreetiliselt suutma genereerida 100 vatti elektrienergiat (umbes 2000 kalorit p\xc3\xa4evas), kasutades bio-nanogeneraatoreid. Kuid see oletus vastab t\xc3\xb5ele vaid juhul, kui kogu toit genereeritakse elektrienergiaks. Kuid inimkeha vajab samuti pidevalt energiat. Sellest l\xc3\xa4htuvalt on v\xc3\xb5imalik energiatoodang palju v\xc3\xa4iksem. Nende generaatorite toodetav energia saaks toita kehasiseseid elektroonikaseadmeid, n\xc3\xa4iteks s\xc3\xbcdamer\xc3\xbctmurit. Bio-nanogeneraatori uuringud on veel paljuski teoreetilised. Selliste uuringute eesotsas on Panasonicu Nanotehnoloogia Uuringute Labor.\n_START_SECTION_\nMeditsiinilised rakendused\n_START_PARAGRAPH_\nOn suur huvi nanoelektrooniliste seadmete vastu, mis suudaksid reaalajas m\xc3\xb5\xc3\xb5ta biomolekulide kontsentratsiooni kehas meditsiiniliseks diagnoosiks. Sellised seadmed kuuluvad nanomeditsiini kategooriasse. Sellega paralleelselt uuritakse ka v\xc3\xb5imalusi ehitada nanoelektroonikaseadmeid, mis suudaksid suhelda \xc3\xbcksikute rakkudega, et neid bioloogiliselt uurida. Selliseid seadmeid nimetatakse nanosensoriteks. Selline nanoelektroonika minimeerimine, kasutamaks neid in vivo, loob meile uusi v\xc3\xb5imalusi tervise seireks, j\xc3\xa4relevalveks ja kaitseks.'