Cel mai mic tranzistor din lume, construit în laborator de savanţii australieni

Combinând tehnici deja utilizate în producţia industrială a semiconductorilor clasici cu un microscop "cu efect de tunel", cercetătorii au reuşit să plaseze cu o precizie fără precedent acest atom de fosfor în centrul unui strat de siliciu, materialul folosit cu predilecţie pentru fabricarea cipurilor electronice.

A fost un veritabil tur de forţă experimental, care le-a permis savanţilor să "ţintească" un grup de şase atomi de siliciu şi să înlocuiască unul dintre ei cu atomul de fosfor, cu o precizie superioară unei jumătăţi de nanometru (un nanometru este a milioana parte dintr-un milimetru).

Până în prezent, precizia obţinută pentru astfel de operaţiuni era de ordinul a 10 nanometri, care reprezintă o marjă de eroare încă destul de importantă pe scară atomică, afirmă autorii acestui studiu, publicat, duminică, în revista Nature Nanotechnology.

"Această poziţie individuală a atomului este cu adevărat primordială, dacă dorim să putem să o folosim într-un computer cuantic", care ar oferi o rapiditate şi o putere de calcul de neegalat, a explicat Martin Füchsle de la Centrul de informatică cuantică al Universităţii New South Wales din Sydney.

Testele realizate de echipa coordonată de Michelle Simmons, care coordonează activitatea acestui renumit centru australian de cercetări ştiinţifice, au confirmat faptul că atomul de fosfor joacă destul de bine rolul de tranzistor, precum aceia care sunt folosiţi în electronica clasică. El poate servi, de exemplu, de întrerupător sau amplificator al unui semnal electric.

Acest tranzistor atomic îşi conservă şi o parte din proprietăţile lui cuantice, deschizând drumul spre punerea la punct a unor noi aplicaţii. Fizica cuantică, aplicată la nivelul atomului, se îndepărtează într-adevăr de regulile şi legile din fizica clasică, care se aplică la o scară mult mai mare.

Tehnica, încă experimentală, "ar fi deci deosebit de pertinentă pentru producerea tranzistorilor de siliciu la scară atomică, iar abordarea noastră ar putea fi folosită în ordinatoarele cuantice", afirmă savanţii australieni.

Este vorba abia de primul pas, au subliniat ei, "pentru a ajunge să construim un computer (cuantic), trebuie să plasăm mai întâi un număr mare de tranzistori atomici", unul după altul, a explicat Michelle Simmons.

Rezultatele studiului sunt însă încurajatoare şi au demonstrat faptul că "un dispozitiv construit dintr-un singur atom poate fi în teorie construit şi controlat au ajutorul unor nanofibre".

Savanţii australieni şi cei americani, coordonaţi de Simmons, au reuşit să obţină primul nanofir din lume, compus din siliciu şi fosfor, ce are o lăţime de patru atomi şi o înălţime de un atom.

Acest nanofir este la fel de capabil să conducă curentul electric, eficient, ca şi banalul fir de curpru din cablurile electrice ale aparatelor noastre electromenajare.

Rezultatul este surprinzător, întrucât, potrivit fizicii cuantice, rezistenţa unui nanofir ar trebui să fie extremă, în teorie, şi să împiedice electronii să circule liberi.