Công nghệ nano
Nguồn gốc

Các khái niệm về công nghệ nano lần đầu tiên được thảo luận vào năm 1959 bởi nhà vật lý nổi tiếng Richard Feynman trong bài nói chuyện There's Plenty of Room at the Bottom, trong đó ông mô tả khả năng tổng hợp thông qua thao tác trực tiếp với các nguyên tử.
Năm 1961, kỹ sư Ai Cập Mohamed Atalla và kỹ sư Hàn Quốc Dawon Kahng tại Bell Labs đã chế tạo MOSFET (bóng bán dẫn hiệu ứng trường kim loại-oxide-bán dẫn) đầu tiên với độ dày cổng oxide 100 nm, cùng với chiều dài cổng 20 µm. Năm 1962, Atalla và Kahng bịa đặt một nanolayer -base ngã ba kim loại bán dẫn (khớp nối M-S) transistor mà được sử dụng màng mỏng vàng (Au) với độ dày 10 nm.
Thuật ngữ "công nghệ nano" được Norio Taniguchi sử dụng lần đầu tiên vào năm 1974, mặc dù nó không được biết đến rộng rãi. Lấy cảm hứng từ các khái niệm của Feynman, K. Eric Drexler đã sử dụng thuật ngữ "công nghệ nano" trong cuốn sách năm 1986 của ông Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology, đề xuất ý tưởng về một "nhà lắp ráp" kích thước nano có thể tạo ra một bản sao của chính nó và của các mục khác có độ phức tạp tùy ý với điều khiển nguyên tử. Cũng trong năm 1986, Drexler đồng sáng lập Viện Foresight (mà ông không còn trực thuộc) để giúp nâng cao nhận thức và hiểu biết của cộng đồng về các khái niệm và ý nghĩa công nghệ nano.
Sự xuất hiện của công nghệ nano như một lĩnh vực vào những năm 1980 đã xảy ra thông qua sự hội tụ của công trình lý thuyết và công khai của Drexler, đã phát triển và phổ biến một khung khái niệm cho công nghệ nano, và những tiến bộ thực nghiệm có khả năng hiển thị cao thu hút sự chú ý trên quy mô rộng hơn đến triển vọng điều khiển nguyên tử của vấn đề. Kể từ khi mức độ phổ biến tăng đột biến vào những năm 1980, hầu hết công nghệ nano đã liên quan đến việc nghiên cứu một số cách tiếp cận để chế tạo các thiết bị cơ khí từ một số lượng nhỏ nguyên tử.
Trong những năm 1980, hai bước đột phá lớn đã thúc đẩy sự phát triển của công nghệ nano trong kỷ nguyên hiện đại. Đầu tiên, việc phát minh ra kính hiển vi quét đường hầm vào năm 1981, cung cấp hình ảnh chưa từng có về các nguyên tử và liên kết riêng lẻ, và được sử dụng thành công để điều khiển các nguyên tử riêng lẻ vào năm 1989. Các nhà phát triển kính hiển vi là Gerd Binnig và Heinrich Rohrer tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Zurich của IBM đã nhận được giải Nobel Vật lý năm 1986. Binnig, Quate và Gerber cũng đã phát minh ra kính hiển vi lực nguyên tử tương tự vào năm đó.
Thứ hai, fullerenes được phát hiện vào năm 1985 bởi Harry Kroto, Richard Smalley và Robert Curl, những người đã cùng nhau đoạt giải Nobel Hóa học năm 1996. C 60 ban đầu không được mô tả là công nghệ nano; thuật ngữ này đã được sử dụng liên quan đến công việc tiếp theo với các ống graphene liên quan (được gọi là ống nano carbon và đôi khi được gọi là ống Bucky), đề xuất các ứng dụng tiềm năng cho thiết bị và điện tử kích thước nano. Việc phát hiện ra ống nano carbon phần lớn là do Sumio Iijima của NEC của NEC vào năm 1991, mà Iijima đã giành được giải thưởng Kavli mở đầu năm 2008 về Khoa học nano.
Năm 1987, Bijan Davari dẫn đầu một nhóm nghiên cứu của IBM đã trình diễn MOSFET đầu tiên có độ dày oxide cổng 10 nm, sử dụng công nghệ cổng wolfram. MOSFET đa cổng cho phép mở rộng quy mô dưới độ dài cổng 20 nm, bắt đầu với FinFET (bóng bán dẫn hiệu ứng trường vây), một MOSFET cổng đôi, không phẳng, ba chiều. FinFET bắt nguồn từ nghiên cứu của Digh Hisamoto tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Trung tâm Hitachi vào năm 1989. Tại UC Berkeley, các thiết bị FinFET được chế tạo bởi một nhóm bao gồm Hisamoto cùng với Chenming Hu của TSMC và các nhà nghiên cứu quốc tế khác bao gồm Tsu-Jae King Liu, Jeffrey Bokor, Hideki Takeuchi, K. Asano, Jakub Kedziersk, Xuejue Huang, Leland Chang, Nick Lindert, Shibly Ahmed và Cyrus Tabery. Nhóm đã chế tạo các thiết bị FinFET xuống còn 17nm vào năm 1998, và sau đó là 15nm năm 2001. Năm 2002, một nhóm bao gồm Yu, Chang, Ahmed, Hu, Liu, Bokor và Tabery đã chế tạo ra thiết bị FinFET kích cỡ 10nm.
Vào đầu những năm 2000, lĩnh vực này đã thu hút được sự chú ý ngày càng tăng của giới khoa học, chính trị và thương mại, dẫn đến cả tranh cãi và tiến bộ. Các cuộc tranh cãi đã xuất hiện liên quan đến các định nghĩa và ý nghĩa tiềm tàng của công nghệ nano, được minh chứng bởi báo cáo của Hiệp hội Hoàng gia về công nghệ nano. Những thách thức đã được đặt ra liên quan đến tính khả thi của các ứng dụng được hình dung bởi những người ủng hộ công nghệ nano phân tử, mà đỉnh điểm là cuộc tranh luận công khai giữa Drexler và Smalley vào năm 2001 và 2003.
Trong khi đó, việc thương mại hóa các sản phẩm dựa trên những tiến bộ của công nghệ kích thước nano bắt đầu xuất hiện. Các sản phẩm này được giới hạn trong các ứng dụng hàng loạt của vật liệu nano và không liên quan đến việc kiểm soát nguyên tử của vật chất. Một số ví dụ bao gồm nền tảng Silver Nano để sử dụng các hạt nano bạc làm chất kháng khuẩn, kem chống nắng trong suốt dựa trên hạt nano, tăng cường sợi carbon bằng cách sử dụng hạt nano silica và ống nano carbon cho vải dệt chống ố.
Các chính phủ đã chuyển sang thúc đẩy và tài trợ cho nghiên cứu về công nghệ nano, chẳng hạn như ở Mỹ với Sáng kiến Công nghệ Nano Quốc gia, tổ chức đã chính thức hóa định nghĩa dựa trên kích thước của công nghệ nano và thiết lập tài trợ cho nghiên cứu về quy mô nano và ở Châu Âu thông qua các Chương trình Khung Châu Âu về Nghiên cứu và Phát triển công nghệ.
Đến giữa những năm 2000, sự chú ý khoa học nghiêm túc và mới mẻ bắt đầu phát triển. Các dự án xuất hiện để đưa ra lộ trình công nghệ nano  tập trung vào thao tác chính xác nguyên tử của vật chất và thảo luận về các khả năng, mục tiêu và ứng dụng hiện có và dự kiến.
Năm 2006, một nhóm các nhà nghiên cứu Hàn Quốc từ Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Hàn Quốc (KAIST) và Trung tâm Nano Fab Quốc gia đã phát triển MOSFET 3 nm, thiết bị điện tử nano nhỏ nhất thế giới. Nó dựa trên công nghệ FinFET toàn cổng (GAA).
Hơn 60 quốc gia đã tạo ra các chương trình nghiên cứu và phát triển công nghệ nano (R&D) của chính phủ từ năm 2001 đến năm 2004. Nguồn tài trợ của chính phủ đã vượt quá chi tiêu của công ty cho nghiên cứu và phát triển công nghệ nano, với phần lớn tài trợ đến từ các tập đoàn có trụ sở tại Hoa Kỳ, Nhật Bản và Đức. Năm tổ chức hàng đầu đã nộp nhiều bằng sáng chế trí tuệ nhất về R&D công nghệ nano từ năm 1970 đến 2011 là Samsung Electronics (2,578 bằng sáng chế đầu tiên), Nippon Steel (1,490 bằng sáng chế đầu tiên), IBM (1,360 bằng sáng chế đầu tiên), Toshiba (1,298 bằng sáng chế đầu tiên) và Canon (1.162 bằng sáng chế đầu tiên). Năm tổ chức hàng đầu xuất bản nhiều bài báo khoa học nhất về nghiên cứu công nghệ nano từ năm 1970 đến 2012 là Viện Khoa học Trung Quốc, Viện Hàn lâm Khoa học Nga, Trung tâm National de la recherche scientifique, Đại học Tokyo và Đại học Osaka.