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.
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:
- Sieci optyczne szybsze i tańsze - mikroczipy wewnątrz światłowodu
- WORM: pamięć jednokrotnego zapisu z DNA łososia
- Najcieńsze przewody na świecie mają grubość kilku atomów
- IBM: atomowe nośniki pamięci w zasięgu ręki - bit z 12 atomów żelaza
- Superczułe nano-ucho usłyszy nawet odgłosy bakterii
Źródło: UNSW, Purdue University
Czy już zagłosowałeś w plebiscycie na Produkt Roku? Na pewno masz swój ulubiony produkt i markę. Weź udział!
Komentarze
22Jak 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
A swoją drogą chciałbym aby u nas na politechnikach każde laboratorium tak wyglądało :)
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):)