Дальнейший путь развития транзисторных технологий — переход к устройствам, действующим на основе чисто квантовых свойств вещества. По сути дела, это будут одноэлектронные устройства — кластеры (группы) из нескольких сотен атомов, при воздействии на которые электрон станет испускаться или переходить на другой уровень, и это будет означать изменение состояния кластера. В устройствах, собранных человеческой рукой, перемещаются не рычаги и тумблеры, а один-единственный электрон. При всем скептицизме подобное (хоть и локальное) могущество рода человеческого радует.
Материалы для такой технологии выращиваются «в банке», как кристаллики соли или колонии бактерий. Происходит чисто синергетический эффект — возникает структура. Это трудно объяснить «на пальцах», но возникновение структуры в веществе оказывается энергетически более выгодным состоянием. При этом, варьируя химический состав смеси, в которой происходит рост, и величину приложенного электрического напряжения, можно получать структуры с заданными свойствами. Алюминий, к примеру, порождает структуры, которые не зависят от состава электролита. Подобные эксперименты ведутся уже лет пятнадцать, и многие страны (США, Япония, Великобритания и СНГ) достигли в них определенных успехов. Любопытно, что порой возникают фрактальные структуры. Одно из интереснейших свойств: такие структурированные поверхности не отражают- радиоизлучения. Широко используются самые простые применения такого выращивания: возникают поверхности с отверстиями, готовыми под «ножки» микросхем.
Несколько лет назад английские физики в Королевском радарном центре обнаружили, что если электрохимически «травить» в подходящем электролите кремний, то возникает структура, излучающая свет под действием незначительных напряжений. Это прекрасная технология для создания полупроводниковых плоских дисплеев и серийных микросхем с оптической разводкой, то есть таких устройств, где информация передается не по проводам, а при помощи световых лучей. Не всегда ясна еще физика процесса возникновения света, но факт остается фактом.
Следующий шаг — выращивание не двумерных, поверхностных структур, а пространственных трехмерных образований. Техника выращивания аморфных стекол с примесями и вкраплениями была известна в России довольно давно. Оказалось, что она очень здорово подходит для выращивания транзисторных структур. Проблема пока в том, что не удается управлять процессом роста, как говорится, «что выросло, то выросло». Но нет никаких сомнений, что проблема будет разрешена. А вот тогда будут выращиваться уже не микросхемы, а целые компьютеры Причем прогресс в мире транзисторов происходит очень быстро, и речь идет о сроках два-три года максимум.
Выращивать таким образом можно не только транзисторы, но и «мелкоячеистые» фильтры для разделения изотопов или для очистки лекарств, но это отдельный, хоть и очень интересный разговор. А выращивание структур с атомными масштабами и заданными свойствами называется «нанотехнологией», и это область, которая будет доминировать в самых разных отраслях науки и техники в самом ближайшем будущем.
Наконец, добрались до медицины. Очень скоро крошечные компьютеры вместе с сотовыми телефонами будут находиться у каждого из нас на руке, а может, в каком-либо другом месте, медикам виднее. Поддерживая связь с медицинским центром, они будут информировать врачей, что с нами происходит в любой момент. Подобные транзисторные информаторы уже находятся на вооружении армии США. В их самом широком распространении заинтересованы страховые компании. Они могут помочь предотвратить сердечные приступы, приближение которых не чувствует человек, но заметит миниатюрное устройство. В сущности, примеры таких устройств уже известны — это электронные водители ритма для сердца. Новое поколение миниатюрных медицинских компьютеров сможет выполнять некоторые процедуры (вводить лекарства) и связываться с врачом. Они помогут разобраться в причинах гибели людей в автокатастрофах и других несчастных случаях. В общем, уверенность в полезности таких постоянных спутников-надсмотрщиков есть, и они наверняка появятся, вопрос лишь — когда? Медицина — это такая область человеческой деятельности, которая заботит всех без исключения, обороты средств в ней измеряются триллионами, поэтому транзисторы, безусловно, найдут здесь очень широкое применение. И порой — неожиданное.