Minimalny tranzystor
Nov 05, 2019| Ładuj bezpiecznie dzięki SChitec
Minimalny tranzystor
Czas pekiński, 26 maja 2010 r. Według sieci organizacji fizyków, amerykańskim i australijskim naukowcom udało się wyprodukować najmniejszy na świecie tranzystor – „kropkę kwantową” złożoną z 7 atomów na powierzchni monokryształu krzemu, oznaczającą. Zrobiliśmy ważny krok w stronę nowej ery mocy obliczeniowej. Kropki kwantowe to luminescencyjne kryształy wielkości nanometrów, czasami nazywane „sztucznymi atomami”. Chociaż ta kropka kwantowa jest bardzo mała i ma zaledwie 4 miliardowe części metra, jest to dobrze funkcjonujące urządzenie elektroniczne i pierwsze na świecie urządzenie elektroniczne celowo utworzone z atomów. Można go nie tylko wykorzystać do regulowania i kontrolowania prądu w urządzeniach takich jak komercyjne tranzystory, ale stanowi także ważny krok w nowej erze miniaturyzacji w skali atomowej oraz ultraszybkich i niezwykle wydajnych komputerów.
Wspólny zespół badaczy z Centrum Technologii Komputerów Kwantowych (CQCT) na Uniwersytecie Nowej Południowej Walii w Australii i Uniwersytetu Wisconsin-Madison w najnowszym numerze magazynu Nature Nanotechnology szczegółowo opisał odkrycia. Profesor Michelle Simmons, dyrektor Centrum Technologii Komputerów Kwantowych, która brała udział w badaniu, powiedziała: „Waga tego osiągnięcia polega na tym, że nie obserwujemy atomów ani nie obserwujemy ich pod mikroskopem, ale manipulujemy pojedynczymi atomami. , umieszczając je na powierzchni z atomową precyzją, aby stworzyć działające urządzenie elektroniczne.”
„Australijskiemu zespołowi badawczemu udało się w pełni wykorzystać krystaliczny krzem do budowy urządzeń elektronicznych. Zastąpiliśmy siedem atomów krzemu krystalicznym fosforem na krystalicznym krzemie i osiągnęliśmy niesamowitą dokładność. Jest to główne osiągnięcie technologiczne, wskazujące na wyprodukowanie najlepszego komputera „Kwantowy krok w kierunku wykonalności komputera kwantowego wykonanego z atomów krzemu”. Technika umieszczania atomów na powierzchni obiektu – skaningowa mikroskopia tunelowa – znana jest już od dwudziestu lat. Wcześniej nikt nie mógł używać tej technologii do wytwarzania urządzeń elektronicznych o dokładności atomowej, a następnie przetwarzać je w celu uzyskania danych wejściowych z mikroskopijnego świata.
Profesor Simmons powiedział: „Jak małe jest urządzenie elektroniczne? Sprawdzamy jego możliwości. Pierwszy komputer w Australii został wprowadzony na rynek w 1949 roku, zajmuje cały pokój, części można trzymać jedynie rękami. Dziś komputer można włączyć twojej dłoni, a średnica wielu części wynosi nawet jedną tysięczną średnicy włosa.”
„Teraz zademonstrowaliśmy pierwsze na świecie urządzenie elektroniczne, które jest systematycznie produkowane na krzemowych skalach z użyciem krzemu. Ma to szczególne znaczenie nie tylko dla użytkowników komputerów, ale jest niezwykle ważne dla wszystkich Australijczyków. Przez ostatnie 50 lat miniaturyzacja urządzeń elektronicznych była kluczowym czynnikiem napędzającym szybki wzrost globalnej produktywności gospodarczej. Nasze badania pokazują, że proces ten może być kontynuowany.”
Głównym celem amerykańsko-australijskiej Wspólnej Grupy Badawczej jest stworzenie komputerów kwantowych z atomów krzemu. Australijczycy dysponują wyjątkowymi zasobami ludzkimi w tej dziedzinie i są światowymi liderami. To nowe urządzenie elektroniczne pokazuje, że rozpoczęła się technologia wytwarzania urządzeń i pomiarów w skali atomowej.
Obecnie długość komercyjnej bramki tranzystorowej (urządzenia, które pozwala tranzystorowi działać jako wzmacniacz prądu lub przełącznik) wynosi około 40 nanometrów (1 nanometr odpowiada jednej miliardowej metra), a badania rozwija się zespół w Centrum Technologii Komputerów Kwantowych. Urządzenie o długości zaledwie 0,4 nanometra.
Profesor Simmons zwrócił uwagę, że 20 lat temu Don Eigler i Erhard Schweizer stworzyli logo IBM zawierające atomy helu w Centrum Badawczym IBM Almaden. Jest to jednocześnie najmniejsze logo na świecie. Obaj za pomocą skaningowego mikroskopu tunelowego umieścili 35 atomów helu na powierzchni niklu, układając trzy litery „IBM”. [4]
Artykuł badawczy Aigle'a i Schweitzera został opublikowany w czasopiśmie Nature i napisali w nim: „Podstawowe zasady miniaturyzacji urządzeń są oczywiste”. Obaj również wielokrotnie ostrzegali w artykule, a na końcu podsumowali: „Perspektywa logicznego obwodu w skali atomowej i innego sprzętu jest od nas daleka”. Profesor Simmons powiedział: „Pozornie odległe wówczas rzeczy stały się teraz Rzeczywistością. Za pomocą tego mikroskopu możemy nie tylko obserwować atomy lub manipulować nimi, ale także tworzyć sprzęt o precyzji atomowej zawierający 7 atomów, tak aby mógł on pracować w rzeczywistym środowisku. "