A nanotechnológia két legismertebb alapterméke a nanocsövek és a nanovezetékek. Azonban ezek működését már nem tudjuk az eddigi ismereteink alapján magyarázni. A nanométeres tartomány következménye, hogy a korábbi modellek általában alkalmatlanok az eszközök leírására. Ennek oka – többek között –, hogy a nanoméretű struktúrákban már nem keletkezhetnek akármilyen fononhullámok, ahogy tetszőleges energiájú illetve koherens hullámhosszú elektronok sem. Amikor már olyan kis méretekig megyünk le, hogy a minimális fononenergia túllépi a termikus energiát, akkor már a kvantumfizika törvényi lépnek életbe. Ezek alapján arra lehet következtetni, hogy a fonontranszport is kvantált lehet, ahogyan az eletrontranszport.

A nanotechnológia a hőszigetelés terén is szerephez jut. Nanoméretű rétegek laminálásával igen jó hőszigetelő barriereket lehet előállítani. Ezek wolfram és alumínium-oxid nanoméretű vastagságú laminálásából keletkeznek. Hőszigetelő képességüket még 1000Co felett is megtartják a hővezetés értéke ekkor kb. 6 W/m/K.

A nanotechnológiában a nanoeszközök paramétereinek megváltoztatását funkcionalizálásnak is nevezik. A nanométeres tartományba eső hibák, a széntől különböző anyagok beépülése a szén anyagú nanoobjektumokba módosíthatják az elektronszerkezetet. A funkcionalizására számos módszert leírtak, és az a gyanúnk, hogy még többet titokban tartanak.

Az első jelentések a szén nanocső tér vezérlésű tranzisztorokról (Carbon Nanotube Field Effect Transisitor, CNTFET) 1998-ban jelentek meg. Ezeknek az eszközöknek a szerkezete igen egyszerű volt. A szén nanocsövet úgy helyezték el, hogy az hidat képezzen két arany vagy platina elektróda között, amelyek a tranzisztor source-aként és drain-jeként szolgáltak. Ezeknek a CNTFET-eknek a karakterisztikája hasonló a p-típusú MOSFET-ekéhez.

A méretek csökkenése a MOS-technológiában elsősorban a kapuelektróda csökkentésén keresztül jelent számottevő előnyt. A méretcsökkenésnek azonban egyéb konstrukciós változásokkal kell társulnia.

Az anyagválasztás lényeges szerephez jut CMOS áramkörökben alkalmazott dielektrikum anyaga is. A 3. táblázat a dielektrikumok relatív dielektromos állandójának 1 MHz-en mért értékét szemlélteti.

Bár az anyagok jelentős részénél a dielektromos állandó értéke nagyobb, mint a szilícium-dioxid 3,9-es értéke, más előnyös tulajdonságok (például könnyű megmunkálhatóság) mé gis jelentős alkalmazástechnikai előnnyel kecsegtetnek.

A kisméretű eszközöket tartalmazó integrált áramkörökben lényeges változáson megy át a chipek konstrukciója is. A korábban kétdimenziós jellegű és alapvetően a felület mentén szervezett chipek háromdimenziósak lesznek, amelyet például két chip egymás felé fordításával és összeerősítésével érnek el. A konstrukció során jelenleg a hővezetés mellett a chip felületén terjedő órajelek sebessége jelent gátló tényezőt. A chipek méretnövekedésével ugyanis az órajeleket egyre távolibb pontjukra kell elvezetni. Ezt a nehézséget – többek között – úgy is át lehet hidalni, hogy az órajelet a chip felületére a felette elhelyezett antennáról sugárzással juttatjuk a megfelelő helyre. E megoldás esetén az ún. off-chip antenna sugárzását a szilíciumchip felületén kialakított bot antennák veszik és juttatják el a vezérlendő áramkör részlethez. Az itt ismertetett megoldással kísérleti célra 24 GHz-es órajel frekvenciát értek el, ami lényegében egy nagyságrendes javulást jelent a kereskedelmi forgalomban kapható processzorok órajeléhez képest.

A kisméretű MOS-eszközök méretét két folyamat határozza meg: az egyik a nagy meghajtó áram, ami az eszközök optimálásához szükséges és a kis szivárgási áram, ami a disszipációt csökkenti. A konfliktus középpontjában a kapuelektróda dielektrikuma áll. Minél vékonyabb a dielektrikum, annál nagyobb lehet a meghajtó áram, de annál nagyobb a szivárgási áram is.

Az ipari megoldások különféle utakat követnek.

Az egyik megoldás, hogy a dielektromos anyag vastagságát azonos értéken tartjuk, és ehhez optimáljuk a tranzisztor egyéb paramétereit, így például az adalékolást vagy a konstrukciót. A másik megoldás, hogy olyan dielektrikumot alkalmazunk, amelyek dielektromos állandója nagyobb, mint a szilicium-dioxidé. A nagy dielektromos állandójú anyagot elegendő vékonyabban felvinni, ezzel együtt megfelelő védelmet kapunk a szivárgási áramok ellen. A nanoelektronika egyik leggyorsabban fejlődő területe a kijelzőkhöz, és az abban lévő meghajtó áramkörökhöz csatlakozik. Új kijelző technológia kifejlesztésében is betörtek a nanoanyagok. Az elektroforetikus kijelzőben a képet töltött titán-dioxid pigmentek hozzák létre, amelyek 1 mikronméretű gömböcskékben helyezkednek el. A gömböket elektromos térerőben mozgatják. E konstrukció nagy előnye, hogy szitanyomással állítható elő, így tehát előállításuk olcsó.

Ezek a kijelzők várhatóan így ideig még nem lesznek versenytársai az OLED-eszközöknek (Organic Light Emitting Diode). Ezek piaci részesedése ugyanis elsősorban a mobiltelefonok és az MP3 lejátszók miatt, igen jelentős növekedést mutat.

Az infokommunikációs eszközökben jelentős szerep vár a függőleges üregű lézerekre (Vertical Cavity Surface Emitting Laser, VCSEL). Bár struktúrájuk lényegesen bonyolultabb, mint a hagyományos stripe (szalag) lézereké nagyon-nagy előnyük, hogy a lézersugár a felületről függőlegesen lép ki.

A vegyület-félvezető anyagok tulajdonságai meghatározóak a létrehozható eszközök szempontjából (2. táblázat).

A vegyület-félvezető alapú nanoelektronika speciális feladatok elvégzésére lesz alkalmas. A GaAs-alapú áramkörök nem lesznek a Si- CMOS áramkörök vetélytársai, mivel áruk magas. Hasonló esetre példa a mágneses buborékmemó ria, amely bár a laboratóriumban igen kiváló tulajdonságokkal rendelkezett, de az árversenyben elbukott.

A III-V kvantumeszközökkel le lehet csökkenteni az elemszámot, de, még ha huszadrészére csökkenne is az elemszám, az árban egyelőre akkor is versenyképtelen lenne.

A vegyület-félvezető alapú eszközök versenytársai a szerves alapú eszközök is, ugyanis a jelenleg ismeretes szerves anyagok nem jelentenek közvetlen alternatívát a szilíciumalapú integrált eszközöknek. Alkalmazásuk elsősorban az olcsó eszközök terén várható. A szerves eszközök előállítása lényeges olcsóbb és gyorsabb, mivel a szilíciumon integrált eszközök előállítása bonyolult, mert egykristályokat, több hetet, valamint egymás után következő, nagyszámú technológiai lépés megvalósítását követeli. A szerves anyagokból előállított vékonyréteg tranzisztorokban a mozgékonyság értéke általában nem haladja meg az egy cm2/Volt szekundum értéket. A belőlük felépített eszközök megbízhatósága ma már eléri az ipari megbízhatóság határát.

A korszerű lézerekben is fontos szerepe van és marad a vegyület-félvezetőknek. Elvben mind a kvantumpöttyök, mind a nanoporózus-szilícium potenciálisan alkalmas arra, hogy hangolható lézereket készítsünk belőlük, ami nagy előnyük a hagyományos lézeranyagokkal, így a szilárdtest lézerekkel szemben is.

A spintronika azt az elvet használja, hogy a mágnesességet az elektronok spinjének iránya határozza meg. A spin tulajdonságainak kutatása vezetett el, a spintronika létrehozásához.

A spin kvantált, a két állapot között változik az iránya.

Az a jelenség, amelyet ballisztikus mágneses ellenállásnak nevezünk a bemutatott kísérleti eredmények szerint egy négyzetinch felületen terabit nagyságrendű információtárolást tesz lehetővé. Ez az információsűrűség egy nagyságrenddel nagyobb, a gigantikus mágneses ellenállás változáson alapuló tárolási módszerben elért sűrűséghez képest.

A nanoelektronika gyorsan fejlődő területének tartják a spintronika elvein megépített tranzisztort.

A vékonyréteg tranzisztorok alkalmazása ismét előtérbe került, gondoljunk csak a kijelzőkre. A jelenlegi vékonyréteg-tranzisztor (Thin Film Transistor, TFT) előállítási technológia ugyanis jelentősen leszűkíti az alkalmazható hordozók körét, így kizárja, hogy a polikristályos szilíciumtechnológiát műanyaghordozón valósítsuk meg, mivel a folyamat hőmérséklete magas. Az amorf szilíciumban és a szerves félvezetőkből előállított tranzisztorokban viszont a mozgékonyság rendkívül kicsi.

A kombinált eszközök alkalmazása, az eszközfejlesztésnek ez az új iránya, integrálja a mobil távközlési eszközöket különböző érzékelőkkel és jelfelfogókkal, amelyek lehetővé teszik, hogy a felhasználók egészségügyi állapotukra, biztonságukra vonatkozó információkat közölhessenek. A rendszerben kiemelt szerepet kapnak azok az alkalmazások, amelyek a legszélsőségesebb körülmények között is megtartják működőképességüket.

Különösen a távközlési alkalmazások szempontjából fontos szerephez fogunk jutni Si/SiGe﷓p﷓MOSFET eszközök technológiájuk során igen lényeges, hogy meggátoljuk a SiGe vegyület-félvezető anyagból a Ge kidiffundálását. A szilárd oxid alapú tüzelőanyag cella (Solid Oxid Fuel Cell, SOFC) igen perspektivikus területe a nanoanyagoknak. Itt elsősorban a nagyobb felületet és a korróziónak való jobb ellenállást lehet kihasználni. Jelentősen megnő a katalitikus felület, lecsökkenthető a létrehozás hőmérséklete, és így a költsége.

Mesterséges gyémánt rudakat (Agregated Diamond Nanorod, ADNR) hoztak létre C60 fullerén molekulákat GPa-os nyomáson kezelve 2500 K fokon. Az így előállított mesterséges gyémánt kevésbé összenyomható, mint a természetes. Ez által gyémánt indenter előállítására kiválóan alkalmas, és meg tudja karcolni a IIa-típusú természetes gyémántot. Az anyag nagyszerűen alkalmazható lesz fémek és kerámiák megmunkálására.

A gyémánt nanostruktúrák egyike az igen perspektivikus struktúráknak. Alapvető tulajdonságai az alábbiakban jellemezhetőek:

A nanogyémánt és a BMG kompozitok (Bulk Metallic Glas, BMG) a legnagyobb növekedési ütemet mutató nanoanyagok közé tartoznak. Előállításukra CVD technológiát használnak.

Mivel – mind fentebb említettük – a gyémánt súrlódási együtthatója kisebb, mint 0,1, ennek köszönhetően kenőanyagmentes fogaskerekek és megmunkáló eszközök állíthatók elő belőle. Gyémánt nanostruktúrák kialakíthatók azokon a közel egykristályos gyémánthordozókon, amelyek már egy inchnél nagyobb átmérőben is rendelkezésünkre állnak.

A nanoelektronikai elveken alapuló memóriák egyre növekvő szeleteket hasíthatnak ki szilíciumalapú memóriák területéből. Ezek mind a hagyományos szén nanocsövek, mind polimeralapú memóriák lehetnek. Az összeköttetést a későbbiekben nanohuzalok biztosíthatják és a tárolt információ mennyisége elérheti a 100Gbit/cm2 értéket. A technológia eltolódhat az alulról történő megközelítés felé, amely új tranzisztoranyagokat és új logikai struktúrákat eredményezhet. Ezek helyettesíthetik a CMOS áramköröket. Az olyan térvezérlésű tranzisztorok, amelyek nanocső, vagy nanohuzal alapú csatornákból állnak valamint a kvantumpötty alapú egy elektromos tranzisztor, amely kapacitásként szerepelhet, része lehet egy hibrid nano-mikroelektronikai struktúrának. Ezeknek az eszközöknek piaci bevezetését 2013-ra becsülik.

A molekuláris és nanocsöves memórák igen ígéretesek és lehetővé teszik molekuláris méretű hengerek alkalmazását információtárolásra. E rendszerek kapacitása a közeli években eléri azt a színvonalat, hogy flash memóriákban alkalmazhatjuk azokat. Figyelmet érdemel, hogy ezek a memóriák a tápfeszültség megszüntetése után is megtartják információtartalmukat, így, ha megfelelő költséggel állítjuk elő azokat, kiszoríthatják a winchestereket a személyi számítógépekből.

Az optikai kapcsolóelemek iránti igényt elsősorban az internet iránti igény növekedése fokozza. Szükségessé válik a hullámhossz alatti méretű optikai komponensek létrehozása.

A kijelzők vonatkozásában elsősorban a szórakoztató elektronikában történő falra akasztható lapos képcső megalkotása a cél. Jó néhány technológia már ma is lehetővé teszi ezt, azonban az áruk nem elfogadható.

Az elektronikus papír (e-papír) igen sokat ígérő termék, szélesebb kereskedelmi forgalomba kerülése az elkövetkezendő években várható. A jelenleg versengő plazmás és folyadékkristályos kijelzők versenyét majd a befutó harmadik, a nanotechnológia nyeri meg. Az információtárolás egyébként a ponthatár felé halad. Képes-e egy alapjában mechanikai rendszer, legyen az akár mikromechanikai, felvenni a versenyt az elektronikai, mágneses adattárolókkal? A jelenlegi kutatások és fejlesztések igennel válaszolnak e kérdésre.

Igen széleskörűen foglalkoznak az AFM (Atomic Force Microscopy) elvei alapján működő adattárolók kutatásával és fejlesztésével.

Egy megfelelő anyagból készült, nanométer-skálán „meghegyezett” és egy rugalmas lemezkére erősített tűt ugyancsak nanométer távolságban mozgatnak egy eleinte ideálisan sima műanyag, vagy más, például üveg, felület felett. Időnként egy aktuátor impulzusának megfelelően a tű behatol az anyagba, lenyomatot hagyva maga után, ami megfelel egy „igen” jelnek, illetve bitnek. Ha a jelek egy sor vagy spirál mentén helyezkednek el, a régi fonográf, vagy a kevésbé régi hanglemez barázdáihoz hasonló felületi szerkezet alakul ki, amely ugyanazzal a tűvel „letapogatható”, azaz a beírt információ leolvasható. A különbség és a lényeg a méretekben rejlik: a tárolt információ felületi sűrűsége elérheti a 200 Gbit/cm2 számot, ami egy nagyságrenddel nagyobb, mint a mai legfejlettebb mágneses adattárolókban. Az írás-olvasás gyorsaságát a tű (vagy inkább egy sor közelálló tű) piezoelektromos aktuátorokkal való rövid távú, de gyors mozgatása biztosítja. A „Milliped” névre keresztelt adattárolók mintapéldányai már a laboratóriumi kísérletek stádiumában is bizonyítják a hozzájuk fűzött remények megvalósíthatóságát. Az egyes tűk információátbocsátó képessége a kilobit/sec tartományba esik. Az energia-felhasználás néhány megabit/sec érték mellett a 100 mW-os tartományba esik. Egy 1024 tűs kísérletben 200 Gb/négyzetinch, ami egy 3mm élhosszúságú négyzetre átszámítva 0,5 Gbit-nek felel meg.

A nanocsöveknek mindössze az egyharmada fémes vezetést mutató tulajdonságú nanocső, a fennmaradó tö bbség félvezető tulajdonságú. Akkor viselkednek félvezetőként, ha a tiltott sávszélesség elegendően nagy ahhoz, hogy az elektronok ne tudjanak átlépni rajta megfelelő energiamennyiség közlése nélkül. A nanocsövek átmérőjének növekedésével egyre több elektron állapot megengedett. A tiltott sávszélesség tehát, a 0-tól indulva elérheti szilícium tiltott sávjának szélességét. Ez így igen jó lehetőség arra, hogy előre meghatározott tulajdonságú nanocsövet állítsunk elő.

A szén nanocsövek tulajdonságai nemcsak a saját felépítésüktől függenek, hanem visszafordítható folyamatok indulhatnak el, már egészen kis mennyiségű gáz adalékolása esetén is. Így például a félvezető állapotot átfordíthatjuk vezető állapotba is. Ennek segítségével rendkívül érzékeny gázdetektorok állíthatók elő. Ha ezekből a nanocsövekből térvezérlésű tranzisztorokat készítünk, akkor azok is használhatók érzékelőként.

A szén nanocsövek várható alkalmazásai között sok a különböző tranzisztor.

Nemrég készült el egy olyan tranzisztor, melynek a csatornáját 18 nm hosszú és 0,7-1,0 nm átmérőjű szén nanocső képezi. A tranzisztor tranziens árama meghaladhatja a 15 mikroampert 0,4 V feszültség mellett és már 0.35 V tápfeszültség mellett is tud működni, amire a félvezető technika még nincs is felkészülve.

A Nanomix vállalat és a Kaliforniai Egyetem kutatói kifejlesztettek egy, igen kicsiny CO2 koncentrációk érzékelésére alkalmazható szén nanocső alapú szenzort. A készülék lelke egy FET, amelyben a source-drain csatorna félvezető egyrétegű szén nanocsőböl áll. A nanocsövet poly(etilén imin) és keményítő polimerek keverékével funkcionalizálják, majd vegyileg modifikálják úgy, hogy a szenzor érzékenysége 500 ppm – 10% lesz a levegőben. Kicsiny mérete és fogyasztása miatt a berendezés alkalmas a vezeték nélküli érzékelésre az iparban és az orvostudományban.

Az eddig ismert p-típusú Si nanoszál mellett elkészült az n-típusú egykristály nanoszál is. Az ilyen n-típusú szálakból készült térvezérelt tranzisztorok jó paraméterekkel rendelkeznek, a hordozók mozgékonysága megközelíti a planáris Si FET-re jellemző nagyságot. Így lehetőség nyílik új komplementer p-n eszközök előállítására is.

Kísérletek folynak grafén benzol-gyűrű szerkezetű szénrétegekkel, melynek méretei elérik a 10 mikrométert és vastagsága egy mono-atomitól néhány egymásra épült atomi réteg vastagságú lehet. Mindeddig úgy vélték, hogy a szén nanocsövek ilyen szénréteg „feltekeréséből” keletkeznek, és maga a réteg nem stabil. Ennek ellenére az eredmények azt mutatják, hogy a grafén rétegek normál körülmények közepette stabilak és kiváló szerkezettel rendelkeznek. Az anyag elektromos vezetése fémes, kétdimenziós ballisztikus elektron transport figyelhető meg benne. A réteg volt-amper jellemgörbéje lineáris és 108 A/cm2 áramot is mértek benne.

A technológiai változások mind a szerves, mind a szervetlen világban fontosak. Lényeges lesz a szervetlen rendszerek önszerveződése, mert ennek ismeretében a mikroelektronikai ismeretek is hasznosulhatnak a nanoelektronikában (például SiO2 önszerveződése).

A technológiai fejlődés elsősorban az egyelektronos tranzisztor és a nanocsövek területén lesz jelentős. Biztosnak látszik, hogy a CMOS eszközöket csak valamilyen hibrid megoldással válhatjuk ki. A nagyságrendileg 5 nm-es kapuhossz elérése feltehetőleg nem a Si-alapú eszközökkel történik majd, bár a szilícium szerepe megmarad. Önmagában az egyelektronos tranzisztor és a CMOS technológia komplementernek tekinthető, így nem válják ki egymást. Bejelentették az első nyomdaipari technológiával előállítható szén nanocsöves tranzisztort. Hatását nehéz túlbecsülni, elsősorban az eldobható elektronikus eszközök szempontjából lesz jelentősége, megsemmisülése során Co2 keletkezik.

Egy új technológia megalkotása során igen lényeges és gyakran a technológia megalkotásával összemérhető ráfordítást igénylő feladat a technológia gazdasági-társadalmi hatásainak felmérése. A társadalmi hatások alatt értjük nemcsak a társadalom egyes tagjaira gyakorolt közvetlen, hanem a társadalmi folyamatokra gyakorolt hatást is. Ez alól természetesen a nanotechnológia sem lehet kivétel. Az alábbiakban a teljesség igénye nélkül felsorolunk néhány olyan területet, ahol a nanotechnológia – és sok esetben a tárgyunkat jelentő nanoelektronika – a belátható jövőben jelentős szerephez juthat:

A fenti rövid felsorolásból is látható, hogy igen szerteágazó területről beszélhetünk. Itt is igazolódik, az a feltétel, hogy ellentétben a mikroelektronikával, ahol néhány típus áramkört alkalmaztunk az élet nagyon sok terültén, a nanotechnológia alkalmazása szintén sok területre terjed ki, de nem beszélhetünk elemi építőkövekről.

A társadalmi hatások közül a kockázat emelendő ki. Ezek elemzésénél abból kell kiindulni, hogy a nanotechnológia az anyagok és részfolyamatok sokkal nagyobb halmazát kezeli, mint például a mikroelektronikai technológia. Ezek közül néhányat példaként meg is neveznénk:

A nanotechnológia kifejezés túl általános ahhoz, hogy részleteiben is leírja az egyes kockázati tényezőket, ezért egészen széles körből kell megválogatni azokat a folyamatokat, amelyek összességükben meghatározzák a nanotechnológia kockázatát.

A kockázatot befolyásoló további tényező, hogy kezdetben a nanorészecskék feltehetően nem kerülnek közvetlen kapcsolatba a fogyasztókkal, mivel azok egy terméknek csak egy bizonyos részében lesznek jelen. Ez a jelenlét kezdetben beágyazott anyagként történik, és csak valamilyen váratlan esemény például baleset hatására juthat ki a környezetbe. A jelenleg ismert nanotechnológiai folyamatok sokban hasonlítnak a kémiai technológiai folyamatokra, így a kockázatelemzés során is ennek megfelelően kezelhetőek.

A kockázati tényező korrekt meghatározása céljából lényeges megemlíteni a pozitív hozadékokat is. Ezek hozzásegíthetnek ugyanis például a tiszta ivóvízellátás, hatékonyabb energiakonverzió és energiatárolás megvalósításához. Az átlátható és az átlagember számára érthető előnyök és kockázatok elemzése könnyebbé teszi, hogy a társadalom elfogadja ezt az új technológiát. Fontos hangsúlyozni, hogy a kockázatot képesek vagyunk ellenőrzésünk alatt tartani.

Elsősorban az információtárolás lesz az a terület, ahol a mikroelektronika felől közelítő nanoelektronikai eszközök kifejtik hatásukat. Szerephez jutnak benne a plazmonok, amelyek lehetővé teszik a hullámhossz századrészénél is kisebb felbontást.

A technológiában dominál a tranzisztor-központú szemlélet, igyekeznek a csíkszélességet csökkenteni. Ez jelenleg 300 mm átmérőjű szilíciumszeleten valósul meg. Kész a 450 mm átmérőjű szelet is, de bevezetésének gazdasági korlátai vannak.

Ma még csak feltételezzük, hogy a nanoelektronikai termékek ugyanúgy áthatják a gazdaságot, mint tette azt a mikroelektronika.

Csak egy szegmenst vizsgálunk meg, ez maga az IKT. A nanoelektronika termékei először integrált áramkörként jelennek meg. Ezek FPGA és más típusú memóriák, melyeket feltehetően szórakoztató elektronikai termékek követnek (például egy chipes DVD).

Az érzékelők területén igen sok kezdeményezést, ötletet találunk a szakirodalomban. Így nano mágneses részecskéket tartalmazó bárkódot készítettek. Permalloy nanorészecskéket tartalmaznak a vonalak. A másolásnál a mágneses tér megsérül, így hamísíthatatlan. A ballisztikus mágneses effektus (ballistic magneteresistance effect, BME) az elektromos ellenállás megnövekedésével jár. Ez 100… 10000 %-ig terjed. A mágneses tér hatására a részecskék összeállnak, és jobban vezetnek. Ez is felhasználható igen gyenge mágneses terek érzékelésére. Mustárgáz mikrofűtő érzékelő 1 per millió érzékenységgel, fémoxiddal borított fűtőelemének ellenállása változik meg. Ezt egy neurális tanuló hálózathoz kapcsolják. Igen kis koncentrációk érzékelésére alkalmas.

Mások gyorsulásérzékelőt építenek a pacemaker mellé, azzal érzékelik a páciens fizikai aktivitását, s ehhez igazítják a szívverés számát.

Az információtárolásban a határfelületi effektusok meghatározó szerephez juthatnak, a transzportfolyamatok hullám-jellegűvé válnak, a kvantumhatárolás (quantum size confinement, QSC) jól megfigyelhetővé válik. Az ilyen rendszerekben mérhető gigantikus mágneses ellenállás-változás (Giant Magnetoresistance Effect, GMR) jelensége igen érzékeny mágnestér szenzor megalkotását teszi lehetővé. A jelenség alkalmazható mágneses RAM memóriák létrehozására is. A korábbi 1 kbites ferritgyűrűs memóriaelemekkel szemben itt 100 Mbit-es chipek készülnek. Ezekben az elemekben a hozzáférési idő igen rövid, 10 nanosec-os nagyságrendű. A tárolók nem igényelnek az információ tárolására tápfeszültséget, nagyon jó a sugárzásállóságuk, ami tovább növeli alkalmazhatóságukat.

A milliped típusú memóriák jelentős információtárolási sűrűséget nyújtanak.

A mágneses lemezek kapacitása a Moore-törvényhez hasonló módon alakul. A DRAM memóriák gyors hozzáférést tesznek lehetővé, azonban a bitenkénti információtárolás drága. Mivel a mágneses tárolási módszerek egyre nagyobb fajlagos sűrűséget és alacsonyabb költséget nyújtanak, a nanotechnológiai memóriafejlesztés elsősorban abban az irányban indult meg, hogy lehetővé váljon elegendő nagy kapacitás és a tárolt adatok megőrzése a RAM típusú memóriákban is. A cél itt az, hogy ezek a nanotechnológiai alapú memóriák alkalmazhatók legyenek személyi számítógépekben is.

A bennünket körülvevő eszközök egyre nagyobb mértékben személyre szabottak és hordozhatóak. E tulajdonságok megkövetelik, hogy az egyes készülékek önálló energiaforrással rendelkezzenek. Az energiatárolás másik jelentős kihívása az elektromos és/vagy vegyes üzemelésű személygépkocsi. Ez vezetett a nanotechnológia alkalmazásához e területen, amely a szén nanocsövek első tömeges alkalmazását jelenti. A szén nanocsövek ugyanis jelentősen nagyobb felületet jelentenek, mint a tömbgrafit, ezáltal növekszik a grafit anód kapacitása. A töltés többek között ezért is korlátos, hiszen az ilyen jelentős mechanikai deformáció töréshez vezethet. Itt is jelentkezik a szén nanocsövek alkalmazásának előnye, mivel mechanikai tulajdonságaik lényegesen jobbak, mint a grafité, szakítószilárdságuk még az acélhuzalok vonatkozó értékét is hétszeresen meghaladja.

A híradástechnikai alkalmazások közül megemlítendők még a különféle hangolásra használható mozgó elemeket, bár ezek inkább az MEMS technológia területéhez tartoznak.

Az átlagember feltehetően először a nanoélelmiszerekkel és gyógyászati alkalmazásokkal találkozik. Mindkét területen erős a költségérzékenység. Nagy a veszély, hogy ez elmossa a várható előnyöket.

Az önszerveződés – mint várhatóan kiemelkedően hatékony technológia – és a nanorobotok jelentősen növelhetik a munkanélküliséget.

A nanotechnológiában Magyarországon elsősorban a gyógyszeripar területéről várhatunk tömeges alkalmazást. Mintegy negyven helyen folyik kutatás-fejlesztési tevékenység, illetve kismennyiségű gyártás (például a festékiparban).

Az egyetemi és az akadémiai szféra k+F tevékenysége ismereteink szerint még nem jutott el szabadalmaztatható megoldási szintig. Elsősorban a szervetlen területen folyik kutatás.

A nanoelektronikával két egyetemen (Debreceni Egyetem, PPKE) foglalkoznak.

A várható fejlődésben meghatározó lesz az EU 7. keretprogramjában történő pályázatok sikeressége. Ez ma még nem ítélhető meg. Fontos szerephez juthatna az OTKA pályázati rendszer is, azonban az ott jellemzően megítélt források nagysága csak egészen behatárolt kutatási tevékenységre ad lehetőséget.

A legjelentősebb hatást a tervezett központi intézkedések és az EU-s pályázati pénzek jelentik. Lényeges előrelépés lenne, ha sikerülne legalább informális koordinációt megvalósítani a mintegy harminc hazai kutatóhely tevékenysége között.