Существующие транзисторы используют полупроводниковый n-p переход, причем материалы по разные стороны контакта представляют собой легированные различными атомами полупроводники для создания необходимого типа проводимости. Однако при уменьшении размера транзистора возникает проблема поддержания высокого градиента концентраций допантов, который может уменьшаться за счет диффузии в n-p- переходе. Это заставляет исследователей полупроводниковых материалов искать альтернативные пути решения этой проблемы, в частности, при помощи отказа от использования n-p переходов в транзисторах. Возникает закономерный вопрос: как же это возможно?

Как это часто бывает в науке, все новое — это хорошо оформленное старое, которое не могло быть реализовано на предыдущем уровне технического развития. В 1925 году в Канаде Юлиус Эдгар Лилиенфилд запатентовал первый транзистор, который был устроен по следующему принципу: тонкая полупроводниковая пленка, осаждена на диэлектрик, в свою очередь осажденный на металлическую подложку, играющую роль затвора. В процессе функционирования между контактными электродами появляется ток, так же, как в МОП-транзисторах появляется ток между истоком и стоком. Устройство, разработанное Лилиенфилдом, представляет собой простой резистор, а приложение напряжения на затвор будет уменьшать число переносчиков тока, тем самым влияя на проводимость пленки полупроводника.

Рис.1 Схема беспереходного транзистора n-типа. Канал этого устройства имеет тот же тип проводимости (в данном случае n-) в отличии от традиционных устройста, где канал имеет p-тип.

На рис.1 приведена схема n-канального транзистора с кремниевым нанопроводом. Поскольку никаких градиентов концентраций в этой схеме не предусмотрено, то и проблемы с диффузией решаются сами собой. Для создания таких структур нужно разработать методы нанесения тонкого слоя полупроводника для обеспечения полного удаления переносчиков тока в выключенном состоянии, который в то же время должен быть достаточно проводящим, когда транзистор работает.