Producenci układów scalonych prześcigają się w tworzeniu coraz mniejszych tranzystorów, jednak wszystkich przebił niedawno międzynarodowy zespół złożony z uczonych z Niemiec, USA i Japonii. W opublikowanym w sierpniowym numerze Nature Physics artykule opisano tranzystor, którego kanał składa się z pojedynczej cząsteczki.

Cząsteczką tą jest przypominający porfiryny związek organiczny – ftalocyjanina miedzi. Nietypowy materiał przewodzący elektrony nie jest jednak jedyną cechą wyróżniającą opisany tranzystor. Zamiast bramki, czyli elementu kontrolującego przepływ prądu, użyto ułożonych wokół kanału dwunastu atomów indu. Mechanizm w jaki położenie atomów względem ftalocyjaniny wpływa na jej przewodnictwo nie jest jeszcze dokładnie znany. Drenem, do którego płynie prąd poruszający się przez kanał, jest podłoże wykonane z arsenku indu, natomiast za źródło elektronów posłużyła… igła, którą cały tranzystor wykonano.

Prototyp wykonano bowiem z użyciem skaningowego mikroskopu tunelowego. Mikroskop ten działa badając przepływ elektronów pomiędzy badaną próbką a końcem cienkiej igły. Jednak kiedy do igły przyłożymy napięcie wyższe niż te potrzebne do badania, z próbki wyrwany zostanie atom, który można następnie dowolnie przemieścić. W ten sposób powstał w latach ’90 ubiegłego wieku sławny napis IBM – pierwszy napis ułożony z pojedynczych atomów.

IBM

Niestety nowe rozwiązanie, choć może imponować, obarczone jest pewnymi wadami. Po pierwsze, proces wykonania tranzystora z użyciem skaningowego mikroskopu tunelowego nie nadaje się jeszcze do użycia na większą skalę. Po drugie, żeby sterować przepływem prądu przez kanał tranzystora, trzeba go w tym przypadku fizycznie przemieszczać wewnątrz bramki, przybliżając i oddalając od atomów indu. Trzecim problemem jest zaś fakt, że całość została wykonana i przetestowana w temperaturze zaledwie czterech stopni powyżej zera absolutnego. Pozostaje nam tylko mieć nadzieję, że uczeni przezwyciężą te drobne niedogodności zanim na dobre pożegnamy się z rozwojem układów scalonych.

[źródło: engadget.com, spectrum.ieee.org; grafika: engadget.com, scilogs.com]

Kolejny artykuł znajdziesz poniżej