Создан одноатомный транзистор

В ходе разработки физики произвели работающий транзистор, состоящий из единственного атома, помещенного внутрь кремниевого кристалла.

Крошечное электронное устройство, описанное в издании Nature Nanotechnology, используемое как активный компонент атома фосфора, помещенного между двумя электродами и электростатически управляемыми воротами.

Эта беспрецедентная атомная точность может привести к созданию элементарного строительного блока для будущих квантовых компьютеров с беспрецедентной вычислительной эффективностью.

До сих пор одноатомные транзисторы реализовывались лишь случайно: исследователям необходимо было «перелопатить» множество устройств или настроить мультиатомные устройства для изоляции рабочего одноатомного.

«Но это устройство превосходно», сказал профессор Мишель Симмонс. «Впервые кому-либо удалось добиться контроля над единственным атомом в подложке с высочайшим уровнем точности».

Микроскопическое устройство было даже размечено крошечными маркерами на поверхности, так, что ученые сумели присоединить металлические контакты и пропустить напряжение, сообщил доктор Мартин Фьючсл из университета Нового Южного Уэльса.

«Мы доказали, что на самом деле возможно поместить один атом фосфора в кремниевую среду — точно так, как требуется — с околоатомной точностью», сказал ученый.

Устройство хорошо и тем, что его электронные характеристики точно соответствуют теоретическим прогнозам, предложенным группой профессора Герхарда Климека из университета Пурдю и профессора Холленберга из Мельбурнского университета.

Чтобы наблюдать и управлять атомами на поверхности кристалла в вакуумной среде, ученые использовали туннельный микроскоп. с помощью литографического процесса они скопировали атомы фосфора в функциональные устройства на кристалле и затем покрыли их нереактивным слоем водорода.

В определенных местах выборочно атомы водорода были удалены с помощью металлического наконечника микроскопа. Далее в кремниевую поверхность с помощью управляемой химической реакции в кремниевую поверхность были интегрированы атомы фосфора.

Электронные свойства устройства превосходно соответствовали теоретическому прогнозу для одноатомного фосфорного транзистора.

Ученые прогнозировали, что одноатомные транзисторы, согласно закону Мура, который описывает тенденции развития компьютерных систем, широко распространятся примерно к 2020 году. Однако описанный прогресс делает это возможным намного раньше срока, заключил профессор Симмонс.

20.02.2012