В исследованиях, проводимых в американском Университете штата Мэриланд, достигнут результат, позволяющий прогнозировать революцию в электронике. Впервые единичный атом фосфора не только точно позиционирован на пластине из кремния, но и выполняет все функции транзистора. Идея использования элементарных частиц в качестве вычислительных элементов разрабатывается во многих странах уже не один год. Причиной является постоянно растущая потребность во все более мощных вычислительных системах, тогда как нынешние технологии производства микропроцессоров практически исчерпали себя. Если теоретические наработки в этом направлении очень серьезны, то на практике реализация «атомного» процесса затруднялась невозможностью точного размещения отдельного атома на кремниевой подложке. Однако последние результаты позволили загнать атом фосфора в предназначенную для него ячейку и управлять его поведением, включая и выключая сверхмалый транзистор.
Любая современная микросхема представляет собой набор огромного числа транзисторов, являющихся простейшими логическими элементами обрабатывающими цифровую информацию в бинарном виде. Уменьшение размера элемента позволяет размещать в одном чипе большее число элементов, тем самым увеличивая вычислительную мощность процессора. Каждый из микроэлементов должен занимать строго определенное место на пластине из кремния. Туннельный микроскоп со специальными «иглами» позволил позиционировать атом фосфора на кремниевой подложке. При лабораторных экспериментах пластина из кремния была предварительно покрыта микроструктурой из атомов водорода. Электромагнитное воздействие позволило заместить отдельный атом водорода управляемым атомом фосфора. Таким образом, основная проблема на пути создания атомарного процессора успешно разрешена. Для точного попадания на иглу микроскопа одновременно размещалось шесть атомов. Из них один попадал в освобожденное атомом водорода место, а остальные отбрасывались.
Конечно, говорить о промышленном производстве устройств, основанных на атомарной технологии пока нельзя. В лабораторных условиях кремниевая основа охлаждалась до температуры, близкой к абсолютному нулю. При этом практически прекращалось тепловое движение молекул. Фосфор же разогревался до высоких температур, чтобы была возможность выделения отдельных атомов. Еще одна проблема заключается в значительном расстоянии между атомами-транзисторами. Пока они находятся друг от друга на удалении в сотни раз большем, чем размер атомов. Тем не менее, создание работоспособного транзистора из одного атома – это огромный шаг к революционному перевороту в электронике.
Originally posted 2019-06-29 18:26:50. Republished by Blog Post Promoter