Найменший у світі транзистор перемикається з одним атомом у твердотілому стані
В Інституті технології Карлсруе (KIT) фізик-професор Томас Шиммель і його команда розробили одноатомний транзистор, найменший транзистор в усьому світі. Цей компонент квантової електроніки перемикає електричний струм шляхом керованого репозиціонування одного атома, а також в твердому стані в гелевом електроліті. Одноатомний транзистор працює при кімнатній температурі і споживає дуже мало енергії, що відкриває абсолютно нові перспективи для інформаційних технологій.
Транзистор представлений в Advanced Materials ( «Квазі-твердотільні одноатомні транзистори»).
Оцифровка призводить до високого споживання енергії. У промислово розвинених країнах інформаційні технології в даний час складають більше 10% від загального споживання енергії. Транзистор є центральним елементом цифрової обробки даних в обчислювальних центрах, ПК, смартфонах або у вбудованих системах для багатьох додатків від пральної машини до літака.
Комерційно доступна недорога USB-накопичувач вже містить кілька мільярдів транзисторів. В майбутньому одноатомний транзистор, розроблений професором Томасом Шіммель і його командою в Інституті прикладної фізики (APH) КИТ, може значно підвищити ефективність використання енергії в інформаційних технологіях.
«Цей елемент квантової електроніки дозволяє комутувати енергії менше, ніж у традиційних кремнієвих технологій, в 10 000 разів», - говорить експерт з фізики і нанотехнологій Шиммель, який проводить дослідження в APH, Інституті нанотехнологій (INT) і Науково-дослідному центрі матеріалів для Енергетичні системи (МЗЕ) КІТ.
Раніше в цьому році професор Schimmel, який вважається піонером одноатомної електроніки, був призначений співдиректором Центру одноатомної електроніки та фотоніки, створеного спільно KIT і ETH Zurich.
У Advanced Materials дослідники KIT представляють транзистор, який досягає меж мініатюризації. Вчені створили двохвилинні металеві контакти. Між ними існує щілину настільки ж широка, як і один атом металу.
«Шляхом електричного контрольного імпульсу ми поміщаємо в цей зазор один атом срібла і замикаємо ланцюг», - пояснює професор Томас Шиммель. «Коли атом срібла знову віддаляється, ланцюг переривається».
Найменший у світі транзистор перемикається через контрольоване оборотне рух одного атома. На відміну від звичайних компонентів квантової електроніки одноатомний транзистор працює не тільки при надзвичайно низьких температурах поблизу абсолютного нуля, т. Е -273 ° С, але вже при кімнатній температурі. Це велика перевага для майбутніх додатків.
Одноатомний транзистор заснований на абсолютно новому технічному підході. Транзистор виключно складається з металу, напівпровідники не використовуються. Це призводить до надзвичайно низьким електричним напруженням і, отже, надзвичайно низькому споживанню енергії.
До сих пір одноатомний транзистор КИТ застосовував рідкий електроліт. Тепер Томас Шиммель і його команда розробили транзистор, який працює в твердому електроліті. Гель-електроліт, отриманий шляхом гелеобразования водного срібного електроліту з пірогенним діоксидом кремнію, поєднує в собі переваги твердої речовини з електрохімічними властивостями рідини. Таким чином поліпшуються безпеку і управління одноатомних транзистором.
Джерело: Інститут технології Карлсруе
