Sedan flera år tillbaka, transistorer har blivit mindre och mindre. Forskning utförd av Jan-Laurens van der Steen från MESA+ Institute for Nanotechnology vid University of Twente, Nederländerna, har visat att elektroner i kisel som är mindre än tio nanometer tjockt får ovanliga egenskaper.

För att få en bättre förståelse av dessa nanoskalaegenskaper, han har arbetat på en exakt modell som kommer att spela en mycket viktig roll i mikroelektronikindustrin. Han försvarar sin avhandling den 1 april 2011 vid fakulteten för elektroteknik, Matematik och datavetenskap.

Moores lag säger att antalet transistorer i ett chip kommer att fördubblas var artonde månad. För att detta ska ske, transistorer måste bli allt mindre. Jan-Laurens van der Steens forskning vid University of Twente har tittat på vad som händer när kiselkristaller tunnare än tio nanometer görs, en skala som branschen snart kommer att nå.

Van der Steens forskning visade att materialets egenskaper börjar förändras drastiskt, ett fenomen som ofta förekommer inom nanoteknik. I kisel av denna tjocklek, det visar sig vara svårare att flytta de fria elektronerna runt. Det verkar som om elektronerna blir tyngre jämfört med tjocka kiselprover. Forskningen visade också att elektronernas genomsnittliga fria väg - avståndet som de kan flytta innan de stöter på något - blir kortare i tunna kiselfilmer.

För att kunna använda dessa egenskaper, det är viktigt att kunna förutsäga hur transistorer i nanoskala leder elektricitet. Van der Steen har därför utvecklat en modell som kan förklara dessa egenskaper på både storskaliga och småskaliga strukturer. Modellen är känd som en enda spridningsmodell och är viktig för utvecklingen av 11-nanometer CMOS-generationen och de ännu mindre generationerna som kommer.