Naukowcy stworzyli tranzystor jednoatomowy
Naukowcy stworzyli tranzystor jednoatomowy. Takie urządzenie umożliwi stworzenie nowej generacji komputerów o niespotykanej dotąd mocy obliczeniowej i wielkości pamięci.
Możliwości jednoatomowego tranzystora zostały opisane przez naukowców z National Institute of Standards and Technology (NIST) w USA, których prace zostały opublikowane w czasopiśmie Advanced Functional Materials. Specjalistom udało się stworzyć urządzenia wielkości jednego atomu, a następnie wyprodukować serię jednoelektronowych tranzystorów z atomową kontrolą skali geometrii urządzenia.
W swoich badaniach naukowcy wykazali, że potrafią precyzyjnie kontrolować prędkość, z jaką poszczególne elektrony przepływają przez fizyczną szczelinę lub barierę elektryczną w tranzystorze - nawet jeśli fizyka klasyczna zabrania tego elektronom - ponieważ brakuje im energii. To ściśle kwantowe zjawisko, znane jako tunelowanie kwantowe, staje się możliwe tylko wtedy, gdy przerwy są bardzo małe - na przykład w takich miniaturowych tranzystorach.
Kontrola prędkości elektronów jest kluczową właściwością atomowych tranzystorów, ponieważ wpływa na ich zdolność do tworzenia splątania kwantowego. Do produkcji tranzystorów monatomowych, naukowcy zastosowali technikę, w której chip krzemowy jest pokryty warstwą atomów wodoru, które łatwo wiążą się z krzemem. Za pomocą cienkiej końcówki skaningowego mikroskopu tunelowego badacze usunęli atomy wodoru w wybranych miejscach. Pozostały wodór działał jako bariera.
Ponieważ tunelowanie kwantowe ma fundamentalne znaczenie dla każdego urządzenia kwantowego, w tym budowy kubitów, zdolność kontrolowania przepływu jednego elektronu na raz jest znaczącym osiągnięciem. Nowa metoda warstwowania zapewnia bardziej stabilne i dokładne urządzenia w skali atomowej.
