世界最小晶体管问世:仅由7个原子构成_白云青舍_百度空间
北京时间5月26日消息 据物理学家组织网报道,美国与澳大利亚科学家成功制造出世界上最小的晶体管——由7个原子在单晶硅表面构成的一个“量子点”,标志着我们向计算能力的新时代迈出了重要一步。
量子点(quantum dot)是纳米大小的发光晶体,有时也被称为“人造原子”。虽然这个量子点非常小,长度只有十亿分之四米,但却是一台功能健全的电子设备,也是世界上{dy}台用原子故意造出来的电子设备。它不仅能用于调节和控制像商业晶体管这样的设备的电流,而且标志着我们向原子刻度小型化和超高速、超强大电脑新时代迈出的重要一步。
澳大利亚新南威尔士大学量子电脑技术中心(CQCT)和美国威斯康星大学麦迪逊分校研究人员组成的一个联合小组在{zx1}一期的《自然—纳米技术》(Nature Nanotechnology)杂志上详细描述了这一发现。参与这项研究的量子电脑技术中心主任米歇尔-西蒙斯(Michelle Simmons)教授说:“这项成就的重要性在于,我们不是令原子活动或是在显微镜下观测原子,而是操纵单个原子,以原子精度将其置于表面,以制造能工作的电子设备。”
“澳大利亚研究小组已可以xx利用晶体硅制造电子设备,我们在晶体硅上面用磷原子替换了7个硅原子,并达到了惊人的xx度。这是重大的科技成就,是表明制造‘{zj2}电脑’(用硅原子制造的量子电脑)可行性的关键一步。”将原子置于某个物体表面的技术——扫描隧穿显微镜——已问世二十年之久。在此之前,没人能利用该技术去制造原子精度的电子设备,然后令其处理来自微观世界的电子输入。
西蒙斯教授说:“电子设备究竟能有多小?我们正在验证它的极限。澳大利亚的{dy}台电脑在1949年上市,它占据了整个房间,你只能用手拿着零部件。今天,你可以将电脑放在手掌上,许多零部件的直径甚至只是一根头发直径的千分之一。”
“现在我们已经展示了世界上{dy}台用硅材料在原子刻度下系统性制造的电子设备。这不仅对电脑用户具有特别的意义,对所有澳大利亚人来说都极为重要。过去50年来,电子设备小型化一直是驱动全球经济生产率快速增长的关键因素。我们的研究表明,这个进程仍可以继续。”
美澳联合研究小组的主要目标是用硅原子制造量子电脑,澳大利亚人在该领域拥有{dywe}的人力资源,同时处于{sjlx}地位。这台新电子装置表明,实现设备在原子刻度下制造和测量的技术已经开始来临。
目前,商业晶体管闸极(transistor gate,该装置可令晶体管充当电流的放大器或开关)的长度约为40纳米(1纳米相当于十亿分之一米),量子电脑技术中心的研究团队正在开发长度仅为 0.4纳米的设备。
西蒙斯教授指出,20年前,唐-艾格勒(Don Eigler)和埃哈德-施魏策尔(Erhard Schweizer)在IBM公司的阿尔马登研究中心,用氙原子造出了IBM公司的标识,这也是当时世界上最小的标识。二人利用一台扫描隧穿显微镜,将 35个氙原子置于镍表面,拼出了“IBM”三个字母。
艾格勒和施魏策尔的研究论文发表于《自然》杂志上,他们写道:“设备小型化的基本原理是显而易见的”。二人还在论文中多次提出警告,并在{zh1}总结说: “原子刻度的逻辑电路和其他设备的前景距离我们有些遥远。”西蒙斯教授说:“当时看似遥远的事情如今变成了现实。我们利用这种显微镜不仅可以观测或熟练操作原子,还能用7个原子制造原子精度的设备,令其在真实的环境中工作。”
来源:网络
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