Minimaler Transistor
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Minimaler Transistor
Pekinger Zeit am 26. Mai 2010 Nach Angaben des Physiker-Organisationsnetzwerks ist es amerikanischen und australischen Wissenschaftlern gelungen, den kleinsten Transistor der Welt herzustellen – einen „Quantenpunkt“ bestehend aus 7 Atomen auf der Oberfläche von einkristallinem Silizium. Damit haben wir einen wichtigen Schritt getan Auf dem Weg in eine neue Ära der Rechenleistung. Quantenpunkte sind nanometergroße leuchtende Kristalle, die manchmal auch als „künstliche Atome“ bezeichnet werden. Obwohl dieser Quantenpunkt sehr klein und nur 4 Milliardstel Meter lang ist, handelt es sich um ein gut funktionierendes elektronisches Gerät und das weltweit erste elektronische Gerät, das bewusst mit Atomen hergestellt wurde. Es kann nicht nur zur Regulierung und Steuerung des Stroms von Geräten wie kommerziellen Transistoren verwendet werden, es stellt auch einen wichtigen Schritt in der neuen Ära der Miniaturisierung auf atomarer Ebene und von Ultrahochgeschwindigkeits- und Ultraleistungscomputern dar.
Ein gemeinsames Forscherteam des Centre for Quantum Computer Technology (CQCT) der University of New South Wales in Australien und der University of Wisconsin-Madison beschrieb die Ergebnisse in der neuesten Ausgabe des Magazins Nature Nanotechnology ausführlich. Professorin Michelle Simmons, Direktorin des Zentrums für Quantencomputertechnologie, die an der Studie beteiligt war, sagte: „Die Bedeutung dieser Errungenschaft liegt darin, dass wir nicht Atome oder Atome unter einem Mikroskop beobachten, sondern einzelne Atome manipulieren.“ die Oberfläche mit atomarer Präzision, um ein funktionierendes elektronisches Gerät herzustellen.
„Dem australischen Forschungsteam ist es gelungen, kristallines Silizium vollständig zur Herstellung elektronischer Geräte zu nutzen. Wir haben sieben Siliziumatome durch kristallines Phosphor auf kristallinem Silizium ersetzt und eine erstaunliche Genauigkeit erreicht. Dies ist eine große technologische Errungenschaft, die die Herstellung des ultimativen Computers anzeigt.“ . „Ein Quantenschritt in der Machbarkeit eines Quantencomputers aus Siliziumatomen.“ Die Technik, Atome auf der Oberfläche eines Objekts zu platzieren – die Rastertunnelmikroskopie – gibt es schon seit zwanzig Jahren. Bisher konnte niemand diese Technologie nutzen, um atomar genaue elektronische Geräte herzustellen und sie dann für elektronische Eingaben aus der mikroskopischen Welt zu verarbeiten.
Professor Simmons sagte: „Wie klein ist das elektronische Gerät? Wir überprüfen seine Grenzen. Australiens erster Computer wurde 1949 auf den Markt gebracht, er nimmt den gesamten Raum ein, man kann die Teile nur mit den Händen halten. Heute können Sie Ihren Computer einschalten.“ Ihre Handfläche, und der Durchmesser vieler Teile beträgt sogar ein Tausendstel des Durchmessers eines Haares.
„Jetzt haben wir das weltweit erste elektronische Gerät demonstriert, das systematisch auf Siliziumbasis mit Silizium hergestellt wird. Dies ist nicht nur für Computerbenutzer von besonderer Bedeutung, es ist äußerst wichtig für alle Australier. In den letzten 50 Jahren wurde die Miniaturisierung elektronischer Geräte vorangetrieben.“ ein Schlüsselfaktor für das schnelle Wachstum der globalen Wirtschaftsproduktivität. Unsere Forschung zeigt, dass dieser Prozess fortgesetzt werden kann.“
Das Hauptziel der US-Australian Joint Research Group ist die Schaffung von Quantencomputern aus Siliziumatomen. Die Australier verfügen in diesem Bereich über einzigartige Humanressourcen und sind weltweit führend. Dieses neue elektronische Gerät zeigt, dass die Technologie zur Herstellung und Messung von Geräten im atomaren Maßstab begonnen hat.
Derzeit beträgt die Länge eines kommerziellen Transistor-Gates (das Gerät, das es dem Transistor ermöglicht, als Stromverstärker oder Schalter zu fungieren) etwa 4 0 Nanometer (1 Nanometer entspricht einem Milliardstel Meter), und die Forschung Das Team am Quantum Computer Technology Center entwickelt sich. Ein Gerät, das nur 0,4 Nanometer lang ist.
Professor Simmons wies darauf hin, dass Don Eigler und Erhard Schweizer vor 20 Jahren im Almaden Research Center von IBM das IBM-Logo mit Heliumatomen erstellt haben. Dies ist auch das damals kleinste Logo der Welt. Die beiden platzierten mithilfe eines Rastertunnelmikroskops 35 Heliumatome auf der Nickeloberfläche und bildeten so die drei Buchstaben „IBM“. [4]
Die Forschungsarbeit von Aigle und Schweitzer wurde in Nature veröffentlicht und sie schrieben: „Die Grundprinzipien der Geräteminiaturisierung liegen auf der Hand.“ Die beiden warnten in der Zeitung auch mehrfach und kamen am Ende zu dem Schluss: „Die Aussicht auf die Logikschaltung im atomaren Maßstab und andere Geräte ist weit von uns entfernt.“ Professor Simmons sagte: „Die damals scheinbar fernen Dinge sind jetzt Realität geworden. Wir können dieses Mikroskop nicht nur zur Beobachtung oder Manipulation von Atomen verwenden, sondern auch zur Herstellung atomarer Präzisionsgeräte mit 7 Atomen, damit sie in einer realen Umgebung funktionieren können.“ "