Tranzystor zbudowany z jednego atomu fosforu

21 lutego 2012przeczytasz w 2 min.

Nie musimy się martwić o Prawo Moore'a

Niedawno wspominaliśmy o najcieńszych przewodach na świecie. Ten sam zespół, który odpowiada za to osiągnięcie, poinformował o zbudowaniu pierwszego jednoatomowego tranzystora, który działa.

Słowo atom czy podwielokrotności nano dość często pojawiają się w doniesieniach o osiągnięciach zespołów badawczych. Niedawno wspominaliśmy o bitach, które składają się z 12 atomów. Oczywiście w tym przypadku są to granice technicznych możliwości. Tym razem naukowcy zadowolili się jednym atomem fosforu.

Próby skonstruowania podstawowych cegiełek elektroniki w skali atomowej podejmowano już wcześniej, ale, jak mówi profesor Michelle Simmons z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii, powstałe w ten sposób tranzystory w większości przypadków działały źle. Przyczyną była niedoskonała precyzja pozycjonowania atomów, która skutkowała błędem rzędu 10 nm. Wystarczająco dużym, aby zaburzyć prawidłową pracę układu.

Zespół z Australii wykorzystał podobną technikę jak podczas tworzenia najcieńszych przewodów na świecie. Pozwoliło to umieścić atom dokładnie tam gdzie miał się znaleźć. Ogromną precyzję wymusza również konieczność rozmieszczenia wielu takich atomów-tranzystorów, aby zbudować przydatny w praktyce układ elektroniczny.

Tranzystor wykorzystujący atom fosforu działa dokładnie tak jak przewiduje teoria. Technologia izolacji pojedynczego atomu ułatwi tworzenie qbitów w komputerze kwantowym. Obraz z mikroskopu skaningowo-tunelowego.

Choć słowo jednoatomowy padło kilkukrotnie, trzeba zwrócić uwagę, że atom jest w tym przypadku aktywnym elementem tranzystora. Tranzystor wykorzystuje podobnie jak tradycyjne konstrukcje elektrody w atomowej skali, które pozwalają połączyć go z innymi układami, a także przyłożyć napięcie. Jedyną zdaniem twórców, aczkolwiek poważną z naszego punktu widzenia, wadą tego tranzystora, jest konieczność pracy w bardzo niskiej temperaturze (bliskiej temperaturze wrzenia ciekłego azotu, czyli -196 stopniom Celsjusza). Zatem kolejne wyzwanie, to oczywiście przystosowanie technologii do pracy w "normalnych" temperaturach.

Tranzystor jeden atom
Schemat tranzystora. Literki G oznaczają bramkę, S to źródło, a D dren. Kolory na ilustracji oznaczają względny potencjał w elektronowoltach. Atom fosforu znajduje się w środku.

Zaletą stworzonego tranzystora jest wykorzystanie krzemowej osłony całej konstrukcji, co ułatwia ewentualną integrację z dotychczasowymi technologiami produkcji układów scalonych. Niemniej na praktyczne zastosowania jednoatomowych tranzystorów trzeba będzie poczekać co najmniej 8-10 lat.

Więcej o technologiach w nanoskali:

Źródło: UNSW, Purdue University

Czy już zagłosowałeś w plebiscycie na Produkt Roku? Na pewno masz swój ulubiony produkt i markę. Weź udział!

Komentarze

Zaloguj się, aby skomentować

Konto usunięte
2012-02-2109:51
19
mają łby, ja mam problem czasami nawlec nitkę na igłę, a ci układają sobie atomy xD
aquadigger
2012-02-2109:45
5
ciekawy news ;)
jewgienij
2012-02-2111:05
5
Przynajmniej w tekscie wyjasniacie, ze tranzystor nie jest zbudowany z jednego atomu. Tak czy siak niekiepski. I zdaje sie, ze znacznie mniejszy od poprzedniego najmniejszego.

Konto usunięte
2012-02-2111:48
4
News tego typu zawsze mnie irytują przez uświadamianie człowiekowi ile jeszcze trzeba czasu żeby to było ogólnodostępne. To tak jakby pokazać dzieciakowi tabliczek czekolady i powiedzieć: "Fajna co? Słodka! apetyczny!" po czym schować do kredensu i dodać "To sobie na nią 10 lat poczekasz"
dawidex999
2012-02-2112:25
4
Ciekawy artykuł ;) Fajnie od czasu do czasu przeczytać taką ciekawostkę.
Konto usunięte
2012-02-2119:23
2
i znów złącze PN :D ciekawe czy ktoś tutaj postawi na innowacje :P tu chodzi wyłącznie o miniaturyzacje. Fosforu i Arsenu używa się non stop jako domieszek do krzemu dlatego aż jest 12 atomów a dla sprytnym ile jest neutronów zostawiam do obliczenia :P

Jak dla mnie powinno się skupić siły na Grafenie, pracujące układy jako procesory już są. Tym bardziej powinno się nim zainteresować gdyż umożliwia wykorzystanie wielkich częstotliwości pow 10GHz oraz stosunkowo mało ciepła wydzielają w stosunku do krzemu
zbiku
2012-02-2112:14
1
Nauka idzie do przodu ciekawy jestem jak to wszystko bedzie wygladalo tak a 20-30lat.
zbiku
2012-02-2112:14
0
Nauka idzie do przodu ciekawy jestem jak to wszystko bedzie wygladalo tak a 20-30lat.
Konto usunięte
2012-02-2114:01
0
Jakiś czas temu (rok może dwa) pojawiał się informacja o jedno atomowym tranzystorze (chyba HP miało w tym swój udział) czy ktoś pamięta czy to jest ta sama grupa naukowców?

A swoją drogą chciałbym aby u nas na politechnikach każde laboratorium tak wyglądało :)
Konto usunięte
2012-02-2114:27
0
Bardzo fajnie, że naukowcy nie zadowalają się obecnym stanem rzeczy i wymyślają ciągle coś nowego, ale przy tym ciekawego i być może pożytecznego.

sonek231
2012-02-2116:01
0
No ładnie, miła ciekawostka.
Glock
2012-02-2118:06
0
To nie jest zdjęcie z SEM/TEM tylko AFM, jestem na 100% pewien.
Konto usunięte
2012-02-2118:27
0
Jakie procki można by kiedyś z tego robić :LOL:
Tylko nie wiadomo czy z takich małych tranzystorów można zrobić procek (chodzi mi o to, że przy takich małych tranzystorach procki niekiedy mogą błędnie liczyć):)
Konto usunięte
2012-02-2119:39
0
ten news jest nie pełny. jaracie się, że na zdjęciu jest jeden atom, ale taki układ atomów nijak nie przypomina tranzystora, który ma przecież 3 dojścia: BAZA, EMITER, KOLEKTOR. Skoro tam są tylko 2, to dla mnie cały ten artykuł to fake :(
Kuba Mily JDM
2012-02-2123:08
0
Oni to mają mózgi i to oni powinni dużo zarabiać, a nie jak niektóre Polskie gwiazdy Show-biznesu, które pokażą du..
eryk1310
2012-02-2123:56
0
szacun :)
chudyzam
2012-02-2216:09
0
Jak nazwać ten proces technologiczny? :)
Konto usunięte
2012-02-2216:46
0
Ja nawet widzę możliwość pracy w normalnych warunkach - chłodzenie cieczą, która byłby azot, hel czy tlen. Pozostaje tylko kwestia zuzytej energii na wieczne obniżanie temperatury.