Procesory

Tranzystor zbudowany z jednego atomu fosforu

przeczytasz 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 zbudowany z jednego atomu fosforu
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

Produkt Roku 2011/12 - głosowanie

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

Komentarze

22
Zaloguj się, aby skomentować
avatar
Komentowanie dostępne jest tylko dla zarejestrowanych użytkowników serwisu.
  • avatar
    Konto usunięte
    19
    mają łby, ja mam problem czasami nawlec nitkę na igłę, a ci układają sobie atomy xD
    • avatar
      aquadigger
      5
      ciekawy news ;)
      • avatar
        jewgienij
        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.
        • avatar
          Konto usunięte
          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"
          • avatar
            dawidex999
            4
            Ciekawy artykuł ;) Fajnie od czasu do czasu przeczytać taką ciekawostkę.
            • avatar
              dysan112
              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
              • avatar
                zbiku
                1
                Nauka idzie do przodu ciekawy jestem jak to wszystko bedzie wygladalo tak a 20-30lat.
                • avatar
                  zbiku
                  0
                  Nauka idzie do przodu ciekawy jestem jak to wszystko bedzie wygladalo tak a 20-30lat.
                  • avatar
                    Konto usunięte
                    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 :)
                    • avatar
                      Konto usunięte
                      0
                      Bardzo fajnie, że naukowcy nie zadowalają się obecnym stanem rzeczy i wymyślają ciągle coś nowego, ale przy tym ciekawego i być może pożytecznego.
                      • avatar
                        sonek231
                        0
                        No ładnie, miła ciekawostka.
                        • avatar
                          Glock
                          0
                          To nie jest zdjęcie z SEM/TEM tylko AFM, jestem na 100% pewien.
                          • avatar
                            Konto usunięte
                            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):)
                            • avatar
                              Konto usunięte
                              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 :(
                              • avatar
                                Kuba Mily JDM
                                0
                                Oni to mają mózgi i to oni powinni dużo zarabiać, a nie jak niektóre Polskie gwiazdy Show-biznesu, które pokażą du..
                                • avatar
                                  eryk1310
                                  0
                                  szacun :)
                                  • avatar
                                    chudyzam
                                    0
                                    Jak nazwać ten proces technologiczny? :)
                                    • avatar
                                      Konto usunięte
                                      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.