Medan nya tillverkningstekniker tillåter kretstillverkare göra mindre och mindre transistorer, har hittills ingen lyckats göra bland det minsta man kan tänka sig i det avseendet – en transistor i form av en enda atom. Nu har en grupp forskare vid ett universitet i Australien avtäckt just en sådan transistor – för första gången fullt fungerande.
Det är dock inte första gången någon har försökt sig på en enkelatomstransistor, och det är inte första gången transistorerna har varit användbara. Men tidigare försök har gett för stora fel i både placering och beräkning, med felmarginaler kring 10 nanometer. 10 nanometer är en väldigt stor marginal när man talar om traditionella transistorer, och desto större i förhållande till enstaka atomer.
Forskargruppen, stationerad vid University of New South Wales (UNSW), anser sig dock ha lyckats där andra inte har det. Processen är avancerad, och bygger på att täcka en kiselplatta med ett lager väteatomer. Dessa plockas sedan bort selektivt med hjälp av ett sveptunnelmikroskop för att bilda mönster i vätelagret, mer specifikt i form av vinkelräta streck kring en rektangel i mitten av mönstret. Sedan tillsätts fosfingas och värme, vilket fäster fosforatomer i kiselmönstret, varav bara en enda atom fastnar i rektangeln – och bildar en transistor. Konstruktionen har visat sig fungera, utan några större adresseringsfel eller misstag i placeringen som tidigare försök uppvisat. Transistorerna har testats, och resultatet har överensstämt perfekt med teoretiska data för hur en enkelatomstransistor ska bete sig.
Vad som gör detta intressant, utöver den tekniska bedriften att individuellt positionera atomer och använda dem som transistorer, är att Moore’s lag – som påvisar att transistorstorleken i elektronik halveras ungefär var 18e månad – förutspår att de stora halvledartillverkarna, såsom TSMC och Globalfoundries, inte förväntas nå samma storlek förrän år 2020. Tekniken som forskarna tagit fram ligger alltså 8-10 år före marknaden. Huruvida tekniken är av praktisk nytta, och om det över huvud taget går att göra enkelatomstransistorer i samma skala som dagens transistorer, återstår att se, men forskarna själva anser att enkelatomstransistorer är ett stort steg närmare en fungerande kvantdator, som använder kvantdata hos atomer för att utföra beräkningar.
Källa: ABC
