Устройство, использующее в качестве активного компонента единственный атома фосфора в кристалле кремния, получено командой специалистов Университета Нового Южного Уэльса (UNSW, Австралия) под руководством директора Центра прикладных исследований квантовых вычислений и коммуникаций в UNSW, профессора Мишеля Симмонса (Michelle Simmons).

Одноатомные транзисторы были известны и раньше, но их удавалось получить либо случайно, либо изолируя один атом в многоатомных устройствах. Новый эксперимент, о котором рассказано в последнем выпуске Nature Nanotechnology, примечателен тем, что манипуляции производились с высокой точностью именно с одним атомом. Это достижение создает предпосылки для реализации из подобных базовых блоков квантовых компьютеров с беспрецедентной производительностью расчетов.

В Австралии создан одноатомный транзистор

Команда UNSW методом литографии нанесла атомы фосфора на кремниевую подложку и покрыла их химически неактивным слоем водорода. Затем, атомы водорода избирательно удалялись в четко определенных местах сверхтонким металлическим щупом сканирующего туннельного микроскопа. Контролируемая химическая реакция внедряла атомы фосфора в кремниевую поверхность. В завершение, структура изолировалась слоем кремния и подключалась в электрическую схему с помощью сложной системы маркеров на чипе, выравнивающих расположение металлических контактов.

Электрические характеристики изготовленного таким образом устройства полностью совпали с теоретическими прогнозами для транзистора из одного атома фосфора.

Тенденция удвоения каждые полтора года, в соответствии с законом Мура, количества компонентов компьютерных чипов, должна вывести индустрию на одноатомный уровень детализации примерно к 2020 г.