Транзистор, размером в один атом фосфора

Физики из Университета Южного Уэльса создали действующий транзистор, состоящий всего из одного атома, и разместили его на кристалле кремния. Электронное устройство – одноатомный транзистор – использует в качестве активного компонента атом фосфора. Как утверждают разработчики, их новинка станет первым кирпичиком в построении квантового компьютера с беспрецедентной вычислительной эффективностью.

До сего времени электронные устройства, состоящие из атома либо получались случайно в результате разработки многоатомных нанотехнологий либо были лишь прототипами, как например ячейка памяти в один атом компании IBM. Получившийся сейчас транзистор, по утверждению руководителя группы центра квантовых вычислений Университета Южного Уэльса Мишеля Симмонса, вполне работоспособен и может в будущем стать одним из компонентов для построение вычислительных систем совершенно нового уровня.

Научный сотрудник исследовательской группы Мартин Фьючсли продемонстрировал крошечные, видимые в микроскоп, маркеры на поверхности транзистора посредством которых к нему подключаются металлические контакты, и подводится напряжение (сигнал). «Наша группа доказала, что вполне реально разместить один атом фосфора в среде кремния и заставить его работать как транзистор» - сказал ученый. Новый транзистор примечателен еще и тем, что эго электронные характеристики точно соответствуют ранее теоретически предсказанным группой специалистов из Университета Пердью (США) и университета Мельбурна. Они предсказали возможность создания подобного электронного устройства и произвели расчет его параметров на бумаге.

Для создания одноатомного транзистора команда разработчиков использовала сканирующий туннельный микроскоп, чтобы видеть и манипулировать атомами фосфора на поверхности кристалла кремния. Весь процесс происходил в глубоком вакууме. При помощи литографического процесса разработчики нанесли на поверхность кристалла атомы водорода. Затем при помощи туннельного микроскопа  и специального супертонкого наконечника атомы водорода были частично удалены с определенных участков, чтобы создать «функциональный узор» будущего электронного устройства. В конце процесса при помощи контролируемой химической реакции в промежутки (где были удалены атомы водорода) включили атомы фосфора. Затем все элементы устройства были электрически связаны, нанесенными на кристалл кремния металлическими проводниками, шириной в несколько нанометров.