Forskere lager første rom-temperatur single-electron transistor


Bilde: Hilsen av CEES DEKKER og HENK POSTMA, Delft University of Technology Fra en karbon nanorør har nederlandske forskere laget en transistor som bytter på og av med strømmen av en enkelt elektron. Det er den første slike elektroniske transistoren (SET) som skal operere ved romtemperatur, og med tanke på effektivitet og størrelse, foreslår forskerne at det representerer et stort skritt videre i arbeidet med å skape stadig mindre datakomponenter. "

Bilde: Hilsen av CEES DEKKER og HENK POSTMA, Delft University of Technology

Fra en karbon nanorør har nederlandske forskere laget en transistor som bytter på og av med strømmen av en enkelt elektron. Det er den første slike elektroniske transistoren (SET) som skal operere ved romtemperatur, og med tanke på effektivitet og størrelse, foreslår forskerne at det representerer et stort skritt videre i arbeidet med å skape stadig mindre datakomponenter. "Vi har lagt til et annet viktig stykke i verktøykassen for molekylær elektronikk, sier Cees Dekker fra Delft University of Technology. Dekker og hans kolleger publiserer sitt arbeid i dagens utgave av Science.

Vanlige transistorer stole på bevegelsen av millioner av elektroner, som, når de presses tett sammen, genererer mye varme. Som et resultat kan forskere bare krympe disse designene så langt. En enkelt elektronbryter gjør det mulig å sidestille størrelsesbarrieren. Disse enhetene består av en metallisk øy skilt fra to elektroder av et omkringliggende "hav" av materiale. Spenningen på en port på øya gjør det mulig for elektroner å tunnelere gjennom havet og hoppe på eller av øya. Men det var også varme, det kunne levere elektronene med nok energi til øyhopp.

Dekkers gruppe skjedde spørsmålet ved å gjøre deres SET så tinyone nanometer bredt og 20 nanometer, ettersom varmefluktuasjoner viste seg å være irrelevante. De brukte spissen av et atomkraftmikroskop for å sette skarpe bøyninger i en enkelt karbonnanorør (se bilde) . Disse svingene tjente samme formål som sjømaterialet i de tidligere enhetene, og regulerte antall elektroner som passerte gjennom SET. "For fire år siden måler vi for første gang noen elektronisk transport gjennom en nanorør, " sier Dekker. "Nå undersøker vi hva som kan gjøres og hva som ikke kan i form av enkeltmolekylære enheter. Det neste trinnet er å tenke på hvordan disse elementene kan kombineres i komplekse kretser."