• Julia Borisova

Новый метод создания одноатомных транзисторов

Ученые разработали пошаговый рецепт создания одноатомных одноэлектронных транзисторов. Такие транзисторы могут стать основой для квантовых компьютеров.

Новый метод позволит создавать управляемые одноатомные транзисторы

Создание одноатомных транзисторов или транзисторов на основе нескольких атомов положит начало эпохи компьютеров нового поколения. Чтобы понять весь потенциал этих крошечных транзисторов – миниатюрных электрических переключателей – исследователи сначала должны найти способ создания множества копий этих компонентов. Однако, создать рабочий одноатомный транзистор крайне трудно.

Исследователи из Национального института стандартов и технологий США и их коллеги их Университета Мэриленда смогли разработать новый метод пошагового создания устройств атомного масштаба. Используя этот метод, ученые стали вторыми в мире, кто смог создать одноатомный транзистор, и первыми в мире, кто создал серию таких управляемых транзисторов.

Исследователи продемонстрировали, что они могут точно регулировать скорость перемещения каждого отдельного электрона через электрический барьер в транзисторе, даже не смотря на то, что законы классической физики при таком масштабе не работают. В одноатомных одноэлектронных транзисторах электроны проходят через электрический барьер, даже не имея достаточно энергии. Это явление называется эффектом квантового туннелирования. Возможность точного контроля квантового туннелирования позволит транзисторам стать «спутанными» или взаимосвязанными, а это в свою очередь откроет путь к созданию квантовых компьютеров на основе одноатомных транзисторов.

Процесс создания транзисторов на основе одного или нескольких атомов, описанный группой ученых, состоит из нескольких этапов. Сначала кремниевый чип покрывается слоев атомов водорода, которые связываются с кремнием. Затем с помощью наконечника сканирующего туннельного микроскопа нужно удалить один или несколько атомов водорода с поверхности. После чего на поверхность направляется газ фосфин (PH3), отдельные молекулы которого присоединяются только в тех местах, где были удалены атомы водорода. После нагрева кремниевой поверхности, водород удаляются из молекул фосфина, а оставшийся атом фосфора внедряется в поверхность. Еще несколько дополнительных шагов и серия стабильных одно- или несколько-атомных транзисторов готова.

«Мы надеемся, что наш метод позволит создавать стабильные и точные устройства атомного масштаба», - говорит исследователь и НИСТ Ричард Сильвер.

Ученые также разработали инновационную технику получения электрического контакта в момент внедрения атомов фосфора, чтобы вся структура могла работать как ИС.

«Производство одноатомных транзисторов – это довольно сложный и запутанный процесс, но мы разработали пошаговый метод, который позволит другим ученым создавать такие транзисторы без ошибок», - уверены исследователи.

Читайте далее: сверхпроводник и изолятор в одной структуре на основе графена

#одноатомныйтранзистор

#новостиэлектроники

#новостиновыхтехнологий

#новостинауки

Подписаться на новости SCDAILY