Одноатомный транзистор
Одноатомный транзистор — это устройство, которое может размыкать и замыкать электрическую цепь путем контролируемого и обратимого перемещения одного атома . Одноатомный транзистор был изобретен и впервые продемонстрирован в 2002 году доктором Фанцином Се в группе профессора Томаса Шиммеля в Технологическом институте Карлсруэ (бывший университет Карлсруэ). [1] Посредством небольшого электрического напряжения, приложенного к управляющему электроду , так называемому электроду затвора , один атом серебра обратимо перемещается внутрь и наружу крошечного перехода, таким образом замыкая и размыкая электрический контакт.
Таким образом, одноатомный транзистор работает как атомный переключатель или атомное реле , где переключаемый атом открывает и закрывает зазор между двумя крошечными электродами, называемыми истоком и стоком . [2] [3] [4] Одноатомный транзистор открывает перспективы для развития будущей логики атомного масштаба и квантовой электроники.
В то же время устройство команды исследователей из Карлсруэ отмечает нижний предел миниатюризации , поскольку элементы размером меньше одного атома невозможно изготовить литографически . Устройство представляет собой квантовый транзистор, проводимость канала исток-сток определяется правилами квантовой механики . Его можно эксплуатировать при комнатной температуре и в условиях окружающей среды, т.е. не требуется ни охлаждение, ни вакуум. [5]
Несколько атомных транзисторов были разработаны в Университете Васэда и итальянском CNR Такахиро Шинадой и Энрико Прати, которые наблюдали переход Андерсона-Мотта. [ нужны разъяснения ] в миниатюре, используя массивы всего из двух, четырех и шести индивидуально имплантированных As или P. атомов [6]
См. также
[ редактировать ]- QFET (квантовый полевой транзистор)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Се, Ф.-К.; Ниттлер, Л.; Обермайр, Ч.; Шиммель, Т. (15 сентября 2004 г.). «Атомный квантовый переключатель, управляемый воротами». Письма о физических отзывах . 93 (12). Американское физическое общество (APS): 128303. Бибкод : 2004PhRvL..93l8303X . дои : 10.1103/physrevlett.93.128303 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 15447312 .
- ^ Се, Фан-Цин; Обермайр, Кристиан; Шиммель, Томас (2004). «Переключение электрического тока с помощью атомов: воспроизводимая работа многоатомного реле». Твердотельные коммуникации . 132 (7). Эльзевир Б.В.: 437–442. Бибкод : 2004SSCom.132..437X . дои : 10.1016/j.ssc.2004.08.024 . ISSN 0038-1098 .
- ^ Се, Ф.-К.; Мол, Р.; Огенштейн, А.; Обермайр, Ч.; Стариков Е.Б.; и др. (10 декабря 2008 г.). «Независимо переключаемые атомные квантовые транзисторы путем обратимой реконструкции контактов». Нано-буквы . 8 (12): 4493–4497. arXiv : 0904.0904 . Бибкод : 2008NanoL...8.4493X . дои : 10.1021/nl802438c . ISSN 1530-6984 . ПМИД 19367974 . S2CID 5191373 .
- ^ Обермайр, Ч.; Се, Ф.-К.; Шиммель, Т. (2010). «Одноатомный транзистор: перспективы квантовой электроники в атомном масштабе» . Новости еврофизики . 41 (4). EDP Sciences: 25–28. Бибкод : 2010ENews..41d..25O . дои : 10.1051/epn/2010403 . ISSN 0531-7479 .
- ^ Се, Фанцинь; Мол, Роберт; Обермайр, Кристиан; Венцель, Вольфганг; Шён, Герд; Шиммель, Томас (01 февраля 2010 г.). «Многоуровневые транзисторы атомного масштаба на основе металлических квантовых точечных контактов» . Продвинутые материалы . 22 (18). Уайли: 2033–2036 гг. Бибкод : 2010AdM....22.2033X . дои : 10.1002/adma.200902953 . ISSN 0935-9648 . ПМИД 20544888 . S2CID 28378720 .
- ^ Прати, Энрико; Хори, Масахиро; Гуальярдо, Филиппо; Феррари, Джорджио; Шинада, Такахиро (2012). «Переход Андерсона-Мотта в массивах из нескольких атомов примеси в кремниевом транзисторе». Природные нанотехнологии . 7 (7). ООО «Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа»: 443–447. Бибкод : 2012НатНа...7..443П . дои : 10.1038/nnano.2012.94 . ISSN 1748-3387 . ПМИД 22751223 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Байльштейн Т.В. Видео группы Шиммеля: Одноатомный транзистор – перспективы квантовой электроники при комнатной температуре (ссылка в автономном режиме)