Физики сделали транзистор из одного атома

Численный расчет функции потенциала для транзистора. Иллюстрация авторов исследования

Международная группа ученых создала транзистор, состоящий из одного атома фосфора, размещенного на кремниевой подложке. Статья ученых появилась в журнале Nature Nanotechnology.

Физики уже достаточно давно умеют манипулировать отдельными атомами. Например, с помощью сканирующего туннельного микроскопа еще в 1990 году физики из IBM выложили название компании атомами ксенона на никелевой подложке (соответствующая статья была опубликована в Nature). В рамках новой работы ученые также использовали сканирующий туннельный микроскоп вместе с литографией.

На первом этапе работы кремниевая поверхность подвергалась воздействию высокой концентрации фосфина PH3 при комнатной температуре. В силу своих химических особенностей и высокой концентрации фосфин покрывал поверхность особым образом - пара атомов водорода и атом фосфора прикреплялись к одному атому кремния, в то время как третий атом водорода из молекулы цеплялся за соседний с первоначальным атом кремния.

В работе говорится, что полученные таким образом димеры ориентировались тройками - в каждой тройке пары атомов кремния располагались строго друг над другом (если смотреть на поверхность сверху), причем пары водород-кремний и водород-водород-фосфор-кремний были расставлены в матрице в шахматном порядке. Нагрев полученной конструкции до 350 градусов Цельсия приводит к тому, что один из атомов кремния замещается на атом фосфора.

Этот процесс регистрировался сканирующим туннельным микроскопом, после чего нагрев прекращался. Отличительной особенностью новой технологии, по словам ученых, является высокая точность размещения атома фосфора - погрешность, по сути, равна размеру кремниевой решетки, то есть 3,8 ангстрем. Чтобы превратить атом в транзистор, аналогичным образом на некотором отдалении от него были вытравлены контакты.

Например, исток и сток располагались на расстояниях 9,2 и 9,6 нанометра от атома фосфора соответственно. Затвор был реализован парой контактов, перпендикулярных линии исток-сток и расположенных на расстоянии 54 нанометра от атома фосфора каждый. Работает такой транзистор только при очень низких (гелиевых) температурах. Сами ученые говорят, что он пока далек от практического применения - скорее, это практическая демонстрация возможностей миниатюризации.

Наука и техника00:0630 ноября 2017
Красноармейцы в финском плену. Лагерь в области Париккала

«Красноармейцы — голодные и нищие колхозники»

Сталин обрек тысячи солдат на мучительную смерть и подарил Финляндию Гитлеру
Наука и техника00:0218 января

«Это привело к страшнейшим и кровавым событиям»

На Украине не раз предавали Россию и объединялись с ее врагами. Кто виноват?
Придется подождать
От России после конца света до войны со зловещей сектой: главные игры 2018 года
Другой мир
Какой была бы Россия без большевиков и советской власти
«Это привело к страшнейшим и кровавым событиям»
На Украине не раз предавали Россию и объединялись с ее врагами. Кто виноват?
Сексуальная тварь
Кино недели: от влюбленного ихтиандра до патологий «Пианистки»
Сексуальная контрреволюция
Скандалы с изнасилованиями убивают юмор и скоро уничтожат культуру
«Это был протест и вой женщин»
Пионер российского рейва о свободе, экспериментах и забытых писателях 90-х
Из мира Барби
Некоторым людям мало играть в куклы. Они ими становятся
Горят на работе
Почему порноактрисы все чаще кончают с собой
«Это было очень ярко и больно»
Он всю жизнь рассказывает о сексе с пришельцами. И даже пишет об этом картины
Разврат какой-то
Сможете ли вы отличить порностудию от квартиры в Москве?
Копить надо было
В России наступает ипотечная депрессия. Что делать?
«Никогда бы не подумала, что москвичи могут так жить»
Провинциалка искала в столице дешевую квартиру, а попала в кошмар наяву
Жители КапотниЧужой район
Москву окружат гетто для мигрантов