Los transistores son los bloques de construcción fundamentales de la mayoría de los dispositivos electrónicos, incluidas todas las computadoras y radios. Un nanotransistor es un transistor cuyas dimensiones se miden en nanómetros. Por ejemplo, un transistor con un diámetro de 300 nanómetros (mil millonésimas de metro) sería un nanotransistor. Los transistores se utilizan para conmutar y amplificar señales electrónicas. Cuando se combinan en millones y miles de millones, se pueden usar para crear sofisticados procesadores de información programables, más comúnmente conocidos como computadoras. Las empresas de informática y comunicaciones invierten cientos de millones de dólares en fondos de investigación cada año para desarrollar transistores más pequeños.
Miniaturizar el transistor ha sido el sello distintivo de 50 años de progreso en computadoras más pequeñas. En una tendencia conocida como ley de Moore, la cantidad de transistores que los ingenieros han podido colocar en un chip de tamaño fijo se ha duplicado constantemente cada 18 a 24 meses. Por lo tanto, toda la historia de la informática ha consistido en muchas docenas de duplicaciones. Sin embargo, desafortunadamente para la industria de la computación, esta tendencia no se puede mantener para siempre: el pequeño tamaño de los transistores actuales está comenzando a chocar con las leyes de la física.
Los esfuerzos para fabricar un nanotransistor más pequeño son un impulso para cumplir con la ley de Moore y proporcionar una electrónica mejor y más rápida a los clientes. La fotolitografía convencional ofrece límites a lo pequeño que se puede fabricar un nanotransistor, por lo que se están intentando nuevos enfoques, incluido el uso de microbios y la deposición de vapor químico lento para sintetizar los componentes del transistor. El esfuerzo por fabricar nanotransistores está a la vanguardia de la nanotecnología.
En noviembre de 2001, los científicos de Bell Labs dieron un gran paso adelante en sus esfuerzos hacia nanotransistores más pequeños con su fabricación de nanotransistores direccionables individualmente a la escala de una molécula individual. Estos dispositivos son tan pequeños que alrededor de 10 millones podrían caber en la cabeza de un alfiler. El desafío de crear pequeños electrodos para estos transistores se resolvió mediante el autoensamblaje, uniendo moléculas en una determinada mezcla que hace que se combinen y se autoensamblen sin la intervención directa de un ingeniero. Desafortunadamente, sin embargo, este enfoque aún es experimental y aún no es viable para la fabricación en masa.
En enero de 2008, los científicos de la Universidad de Illinois marcaron otro hito en el desarrollo de nanotransistores, cuando construyeron una radio de nanotransistores cuyos componentes activos están hechos exclusivamente de nanotubos de carbono. Los nanotubos de carbono son materiales extremadamente flexibles con una resistencia y utilidad incomparables en electrónica.
Debido a que los nanotransistores son tan pequeños, su comportamiento no puede ser descrito por completo por las teorías actuales. Por lo tanto, se han realizado esfuerzos para desarrollar nuevas teorías que puedan aplicarse a la nanoescala.