Крошечный транзистор, созданный учеными из Центра квантовой вычислительной техники (CQCT) Университета Нового Южного Уэльса (UNSW), состоит всего из 7 атомов на одном кристалле кремния. Несмотря на свои крошечные размеры (всего четыре миллиардных доли метра в длину), это действующее устройство, собранное путем помещения отдельных атомов на отведенные им места.
Миниатюра в кремнии: Семь атомов для транзистора
Возможно, размеры этого транзистора – и есть физический предел, после достижения которого дальнейшее увеличение быстродействия компьютеров будет возможно только за счет создания принципиально новых устройств (например, квантовых или оптических).
Подобно своим коммерческим аналогам, новый транзистор может быть использован для регулирования и преобразования электрических сигналов. Но если существующие транзисторы имеют размеры порядка нескольких десятков нанометров, то созданный австралийскими учеными экземпляр — всего 4 нанометра.
Уменьшение размеров транзисторов приводит к повышению быстродействия процессоров и делает возможным создание более мощных компьютеров. Используя сканирующий туннельный микроскоп, ученые заменили семь атомов кристалла кремния на атомы фосфора, получив действующий элемент микросхемы.
«Насколько миниатюрным может быть электронное устройство? Первые ЭВМ едва умещались в целой комнате, а сегодня вы можете переносить компьютер в руках, и многие из его компонентов в 1000 раз меньше толщины человеческого волоса», — говорит Мишель Симмонс, директор CQCT. «Мы продемонстрировали первое в мире электронное устройство размером в несколько атомов, созданное шаг за шагом. И это важно не только для производителей компьютерной техники. В течение 50 лет миниатюризация транзисторов играла основополагающую роль в росте производительности микропроцессорных устройств, что отражалось на экономике в целом. Мы показали, что возможно и дальнейшее уменьшение размеров электронных устройств».
Технология перемещения отдельных атомов с помощью сканирующего туннельного микроскопа, который изначально создавался только как средство визуализации, известна уже давно. Так, например, в 1990 году Дон Айглер (Don Eigler) и Эрхард Швайцер (Erhard Schweizer), сотрудники исследовательского центра IBM в Калифорнии, написали на никелевой поверхности буквы IBM 35-ю атомами ксенона. (Подробнее о методе туннельной микроскопии TechInsider писала в статье «Туннель в наномир»). Однако действующее устройство, способное обрабатывать электрические сигналы, с помощью этой технологии было создано впервые.
Создание квантовых компьютеров — основная цель команды разработчиков из CQCT. Технология «строительства» миниатюрных устройств из отдельных атомов, по их мнению, является немаловажной для продолжения исследований.
По сообщению Nanowerk