Вакуумные лампы были неотъемлемой частью первых электронных устройств, однако в 70-е годы прошлого века они почти полностью исчезли, вытесненные полупроводниковыми транзисторами.

В последние несколько лет наметилось возрождение вакуумных электронных технологий на качественно новом уровне. Разрабатываемые рядом лабораторий, включая калифорнийский Центр Эймса Национального аэрокосмического агентства США (NASA), транзисторы с вакуумными наноканалами (Nanoscale Vacuum Channel Transistors, NVCT) совмещают в одном устройстве лучшие стороны электронных ламп и современных полупроводников.

Каналы в NVCT на самом деле не являются вакуумными, они заполнены инертным газом под атмосферным давлением. Однако при расстояниях между электродами порядка 50 нм вероятность столкновения электрона с молекулой газа крайне мала, и даже если это происходит, молекула не ионизируется по причине невысокого рабочего напряжения.

NVCT быстрее обычных транзисторов и более устойчивы к радиации и высоким температурам. Все это делает их перспективными кандидатами для использования в высокопроизводительной и терагерцевой электронике, в коммуникационном оборудовании для условий глубокого космоса.

Они также лишены главных недостатков прежней ламповой техники — больших размеров и значительного расхода энергии. Более того, с NVCT связывают надежды на преодоление физических ограничений на дальнейшую миниатюризацию электроники, накладываемых полупроводниковыми технологиями.

При габаритах в несколько нанометров, отличить их от других транзисторов можно только с помощью сканирующего электронного микроскопа, а улучшенная структура кремниевого затвора, разработанная в калифорнийском исследовательском центре Эймса, управляется напряжением менее 5 вольт и стабильно функционирует при 200 °C.

В статье для журнала Nano Letters ученые из NASA сообщили о дальнейших планах моделирования структуры и свойств NVCT на наноуровне, а также исследования механизмов деградации для улучшения надежности и срока эксплуатации таких устройств.