澳大利亞新南威爾士大學的研究人員周日表示,已經(jīng)研究出一種可工作的單原子晶體管。這一設備由蝕刻在硅基底上的單個磷原子構成,擁有控制電流的門電路和原子級的金屬接觸。這標志著下一代計算機的重要發(fā)展。
研究小組中領銜的科學家馬丁·弗赫賽爾(Martin Fuechsle)表示:“我們小組已經(jīng)證明,在硅環(huán)境中放置單個磷原子,達到準原子級別的精確度,并實現(xiàn)門電路是完全可能的。”
晶體管可實現(xiàn)電流的開關和放大,是計算機芯片中的最基本元件。在過去50年中,半導體行業(yè)的發(fā)展遵循摩爾定律,即單片芯片上集成的晶體管數(shù)量每18個月翻一番。不過,最近10年以來,由于在晶體管小型化方面缺乏突破,這一定律已經(jīng)受到挑戰(zhàn)。
研究人員此次利用放置在真空環(huán)境中的硅晶體來制作這一單原子晶體管。為了對硅晶體進行蝕刻,他們使用了掃描隧道顯微鏡。磷原子被放置在納米級的槽中,上面覆蓋了一層氫原子,而不希望的磷原子將被移除。最終,研究人員通過化學反應將單原子晶體管植入到硅表面上。
這一小型化設備需要在液氦形成的超低溫度下工作。這并不是一個完成的產(chǎn)品,但證明了單原子設備可制造、可控制的理念。
新南威爾士大學量子計算與通信中心主管米歇爾·西蒙斯(Michelle Simmons)表示,科學家此前也曾造出過單原子晶體管,但很大程度上是靠運氣,而不是靠精確的設計。她表示:“這一設備很完美。這是第一次有人證明,在基底上以這樣的精確度控制單個原子是可行的。”研究結果已被發(fā)表在《自然納米技術》學術期刊上。
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