Команда под руководством профессора Томаса Химеля из Технологического института Карлсруэ в Германии разработала одноатомный транзистор, квантовый электронный компонент, который использует ток для управления одним атомным смещением для достижения переключения. Одноатомные транзисторы работают при комнатной температуре и потребляют Очень мало энергии, что открывает новые приложения для будущих информационных технологий. Это достижение было опубликовано в журнале Advanced Materials.
Цифровизация имеет огромный спрос на энергию. В промышленно развитых странах на информационные технологии в настоящее время приходится более 10% общего потребления электроэнергии в промышленности, будь то компьютерные вычислительные центры, персональные компьютеры или встроенные приложения от стиральных машин до смартфонов. В настоящее время несколько евро памяти USB содержат сотни миллионов транзисторов. Будущее одноатомных транзисторов, разработанных Технологическим институтом Карлсруэ, может значительно повысить энергоэффективность информационных технологий, сказал профессор Химел: «Благодаря этому квантовому электронному компоненту Потребление энергии будет в 10 000 раз ниже, чем у традиционных электронных компонентов кремниевой технологии. Профессор Химел является директором Центра исследований одиночных атомных электронов и фотонов в Технологическом институте Карлсруэ и известен как пионер одиночной атомной электроники.
В статье, опубликованной в «Усовершенствованных материалах», исследователи показали, как создать два крошечных металлических контакта между зазорами с одной металлической атомной шириной для достижения минимальных пределов, которые могут достичь транзисторы тока. Профессор Химмель говорит. «Мы находимся в этом промежутке, электронным образом управляя импульсом, чтобы переместить один атом серебра, чтобы завершить замыкание схемы, когда мы вытаскиваем атом серебра из зазора, цепь отключается», тем самым обеспечивая контроль над одним атомом на самом маленьком в мире транзисторе с включенным питанием. Обратимое движение. В отличие от традиционных квантовых электронных компонентов, одноатомные транзисторы не должны работать при почти нулевых температурных условиях. Они могут работать при комнатной температуре все время, что является решающим преимуществом для будущих применений.
Для разработки одноатомных транзисторов исследователи из Института Карлсруэ также разработали совершенно новый процесс. Одноатомные транзисторы полностью изготовлены из металла и не содержат полупроводниковых материалов. В результате получается чрезвычайно низкое напряжение, поэтому потребление энергии чрезвычайно велико. Низкий Исследователи ранее полагались на жидкие электролиты, чтобы сделать моноатомные транзисторы. Теперь профессор Химмель и его команда впервые применили принцип работы твердых электролитов, объединив водорастворимые гели из электролита с электролитами с кипящим силикагелем. Повышенная безопасность и простота использования одноатомных транзисторов.
