澳大利亚研究人员研制出单原子晶体管

澳大利亚新南威尔士大学的研究人员周日表示，已经研究出一种可工作的单原子晶体管。这一设备由蚀刻在硅基底上的单个磷原子构成，拥有控制电流的门电路和原子级的金属接触。这标志着下一代计算机的重要发展。

研究小组中领衔的科学家马丁·弗赫赛尔(Martin Fuechsle)表示：“我们小组已经证明，在硅环境中放置单个磷原子，达到准原子级别的精确度，并实现门电路是完全可能的。”

晶体管可实现电流的开关和放大，是计算机芯片中的最基本元件。在过去50年中，半导体行业的发展遵循摩尔定律，即单片芯片上集成的晶体管数量每18个月翻一番。不过，最近10年以来，由于在晶体管小型化方面缺乏突破，这一定律已经受到挑战。

研究人员此次利用放置在真空环境中的硅晶体来制作这一单原子晶体管。为了对硅晶体进行蚀刻，他们使用了扫描隧道显微镜。磷原子被放置在纳米级的槽中，上面覆盖了一层氢原子，而不希望的磷原子将被移除。最终，研究人员通过化学反应将单原子晶体管植入到硅表面上。

这一小型化设备需要在液氦形成的超低温度下工作。这并不是一个完成的产品，但证明了单原子设备可制造、可控制的理念。

新南威尔士大学量子计算与通信中心主管米歇尔·西蒙斯(Michelle Simmons)表示，科学家此前也曾造出过单原子晶体管，但很大程度上是靠运气，而不是靠精确的设计。她表示：“这一设备很完美。这是第一次有人证明，在基底上以这样的精确度控制单个原子是可行的。”研究结果已被发表在《自然纳米技术》学术期刊上。