將電晶體縮小至單個磷原子尺度

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從脆弱笨重的真空管到固態電晶體的轉變,為資訊時代鋪平了道路。電晶體尺寸的持續縮小,使得資訊時代的裝置普及開來,這要歸功於處理器變得更小、更便宜、速度更快。現在,一群物理學家展示了這種小型化可以達到的程度,他們將電晶體縮小到了原子尺度。

在2月19日線上發表於《自然奈米技術》(Nature Nanotechnology)雜誌的一份報告中,來自澳大利亞、美國和韓國的研究人員宣佈,他們構建了一種基於單個磷原子的可操作電晶體。(《大眾科學》是自然出版集團的一部分。)

電晶體是關鍵的處理器元件,因為它們控制電子訊號在裝置中的流動;它們可以用作開關或放大這些訊號。 在新的演示中,研究人員使用嵌入在矽晶體中的磷原子作為電晶體,調節兩個電極之間的電荷流動,每個電極距離磷原子約10奈米。第二組電極位於磷原子兩側約50奈米處,用於設定電晶體的狀態。這些較遠電極之間的電壓決定了原子電晶體允許透過多少電流。


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另一個研究小組在2002年報告稱,使用鈷單原子作為電晶體,但那些原子被包含在更大的、專門設計的分子中。 新方法透過使用原子級光刻技術將單個磷原子放置在矽晶片上,從而生產出更小的電晶體。“這是首次有人展示了在襯底中以如此精確的精度控制單個原子,”新南威爾士大學物理學家兼研究合著者米歇爾·西蒙斯在一份準備好的宣告中說。

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